Dokument: Analyse der Biodiversität endophytischer Pilze und die chemische Untersuchung ihrer Sekundärmetabolite
| Titel: | Analyse der Biodiversität endophytischer Pilze und die chemische Untersuchung ihrer Sekundärmetabolite | |||||||
| Weiterer Titel: | Biodiversity Analysis of Endophytic Fungi and Chemical Investigation of their Secondary Metabolites | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=38210 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20160428-081933-5 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. El Amrani, Mustapha [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Peter Proksch [Gutachter] Prof. Dr. Kassack, Matthias U. [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Epicoccum nigrum; Stemphylium globuliferum; Aureobasidium pullulans; endophytic; Fungi; DGGE | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Endophytische Pilze, isoliert aus erdgebundenen oder mangroven Pflanzen, produzieren Naturprodukte mit einer weiten chemischen und strukturellen Diversität. Einige von diesen eignen sich zur spezifischen medizinischen Anwendung, besonders diese, welche biologische Aktivitäten in pharmazeutisch relevanten Bioassay-Systemen zeigen. Letztere repräsentieren potentielle Leitstrukturen und können optimiert werden, um therapeutisch-effektive und bioaktive Mittel hervorzubringen.
Vier endophytische Pilze wurden als biologische Quelle für die Arbeit untersucht, Epicoccum nigrum, Stemphylium globuliferum, Aureobasidium pullulans und das nicht indentifizierte Isolat AMO 3-2, mit dem Ziel, sekundäre Metabolite aus endophytischen Pilzen zu isolieren, gefolgt von Strukturaufklärung und Prüfung des pharmakologischen Potentials. Die Pilze wuchsen in festem Reismedium, in einer Zeitspanne von drei bis vier Wochen, heran. Die erhaltenen Extrakte wurden mit Hilfe von verschiedenen chromatographischen Trennverfahren getrennt bis sekundäre Metabolite in reiner Form isoliert wurden. Strukturaufklärung der isolierten Sekundärmetabolite wurde mittels modernster analytischer Verfahren, einschließlich Versuche der Massenspektrometrie (MS) und Kernspinresonanzspektroskopie (NMR), betrieben. Schließlich unterlagen die isolierten Substanzen verschiedenen Bioassays, um deren antimikrobielle, antimykotische und zytotoxische Aktivität, wie auch inhibitorische Profile gegenüber ausgewählten Proteinkinasen, zu untersuchen. 1. AMO 3-2. Fünf Farinomalein-Derivate, einschließlich vier neue Substanzen, Farinomaleine B-E, und einem neuen Isoindolin-Kongener ((R)-5,7-dihydroxy-3-methylisoindolin-1-on), wie auch der bekannte Sekundärmetabolit p-Hydroxyphenylacetylsäure, isolierte man von dem nicht identifizierten endophytischen Pilz AMO 3-2, erhalten aus dem inneren Gewebe gesunder Blätter der mangroven Pflanze Avicenna marina, aus Oman. Die Strukturen der neuen Substanzen wurden eindeutig gelöst, auf Basis derer Molekularmasse, wie auch ein- und zweidimensonaler NMR-spektroskopischer Daten. Bei Auswertung der Zytotoxizität gegen die Maus-Lymphomzellline L5178Y, zeigte nur Farinomalein B eine mäßige Aktivität. 2. Epicoccum nigrum. Der Pilzstamm Epicoccum nigrum wurde isoliert aus Mentha suaveolens, welches in Marokko heranwuchs. Fünf neue Substanzen wurden aus diesem Pilzstamm gewonnen: Epicoccon C, Epicoccon D, 2,3,4-Trihydroxy-5-(methoxymethyl)-5-methylbenzaldehyd, 5,6,7,9a-Tetrahydroxy-2,3,3a,8-tetramethyl-3a,4-dihydro-1H-cyclo-penta[b]naphthalin-1,9(9aH)-dion und 3,4,8,9,10-Pentahydroxy-2,7-dimethyl-11-oxo-11,12-dihydro-6H-6,12-epoxydibenzo[b,f]-oxozin-1-carbaldehyd und die fünf bekannten Substanzen Epicoccin, 5-Methoxy-7-methyl-1,3-dihydroisobenzofuran-4,6-diol, Epicoccon A, Epicoccon B und 2-(2-Formyl-3,4,5-trihydroxy-6-methylphenyl)-6,7-dihydroxy-5-methylbenzofuran-4-carbaldehyd. Diese Substanzen zeigten verschiedene Aktivitäten, beginnend bei zytotoxischer Aktivität gegen L5178Y-Zellen oder gegen die sensible menschliche Ovarienkrebszelllinie A2780 und gegen Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), zwei Substanzen zeigten eine hohe inhibitorische Aktivität gegen eine Rheie von Proteinkinase, die bei verschiedenen Krebs-Arten sowie bei Metastasen-Bildung eine wichtige Rolle spielen. 3. Aureobasidium pullulans. Aureobasidium pullulans wurde isoliert aus Aloe vera. Aus diesem Pilz wurden zwei Indolderivate, Iso-Ochracinsäure, 6-Hydroxyisoskleron und dessen Derivate, sowie das neue Naturprodukt (Z)-4-(5-Acetoxy-3-methylpent-2-enamido) butansäure isoliert. Keines dieser Substanzen zeigte signifikante Aktivität im Zytotoxizitätsassay (MTT) gegen die L5178Y-Zelllinie. 4. Stemphylium globuliferum. Der Extrakt des Pilzstammes Stemphylium globuliferum, isoliert aus Mentha pullegium, erbrachte zwei bekannte Anthrachinonderivate, genannt Tetrahydroaltersolanol B und Alterporriol O. Diese Substanzen zeigten keine Aktivität in Zytotoxizitätsassays oder gegen multiresistente Bakterienstämme. Eine Gesamtmenge von funfundzwanzig Substanzen wurden in dieser Arbeit isoliert, von denen man elf als neue Naturprodukte identifizierte. Beide, bekannte und unbekannte Substanzen, wurden bezüglich ihrer biologischen Aktivität mittels verschiedener Bioassay-Systemen getestet. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die mykotische Diversität in der mangroven Pflanze A. marina durch Kultur-unabhängigen Methoden mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR), gekoppelt mit Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE), sowie einer Kultur-basierten Methode, welche daraus bestand, den endophytischen Pilz zu isolieren und separat zu identifizieren. Bei Beiden Methoden wurden ITS-Bereichen genutzt, um die Isolate zu identifizieren. Eine phylogenetische Analyse wurde durchgeführt und Referenzsequenzen von GenBank dienten als Referenzen, um OTUs zu klassifizieren, welche beim Blast Vergleich mit GenBank-Sequenzen identifiziert werden konnten. Während beide Methoden verschiedene Pilzs-Populationen lieferten, folgten die Ergebnisse von DGGE oder die Kultur-abhängige Methode derselben Tendenz und bestätigten, dass die mykotisch-endophytische Population variiert, in Anpassung an die geographische Situation und Zeitperiode.The aim of this study was the purification of endophytic fungal strains from mangrove and terrestrial plants, the cultivation of these fungal strains and extraction followed by bioactivity guided isolation, characterization and structural elucidation of their biologically active secondary metabolites in order to preliminarily evaluate their pharmaceutical potential. Four endophytic fungi were investigated as biological sources of the study, namely Epicoccum nigrum, Stemphylium globuliferum, Aureobasidium pullulans and the unidentified isolate AMO 3-2. The fungi were grown on solid rice medium at 21 °C for 3-4 weeks, followed by harvesting and subsequent extraction with ethyl acetate. The obtained crude extracts were then fractionated and separated using various chromatographic techniques and their fractions were analyzed by HPLC-DAD for their purity and by ESI-LC/MS for their molecular weight and fragmentation patterns. The pure compounds were submitted to state-of-the-art one- and two-dimensional NMR techniques for structural elucidation. In addition, selected compounds were derivatized in order to determine their absolute stereochemistry. Furthermore, fractions and pure compounds were subjected to selected bioassays to determine their pharmaceutical potential. Thus, antimicrobial activity was studied using the agar diffusion assay, whereas cytotoxicity was studied in vitro using mouse lymphoma (L5178Y), A2780 and A2780 CisR cell lines. Moreover, some pure compounds were also tested for their protein kinase inhibitory activity. The latter three assays were conducted in cooperation with Prof. W. E. G. Müller (Mainz), Prof. M. U. Kassack (Düsseldorf), and ProQinase GmbH (Freiburg), respectively. In the second part, biodiversity of endophytic fungi was estimated using culture- and culture-independent methods. Healthy leaves of Avicennia marina were collected from two different geographic regions; namely Hainan in China and Muscat in Oman, with the purpose to compare their fungal endophytic populations. Furthermore, two samples from the same plant collected in Sept 2009 and Aug 2011 at the same region (Hainan in China) were analyzed, with the aim of answering the question “Did the fungal endophytic populations of a certain plant change with time?” | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.04.2016 | |||||||
| Dateien geändert am: | 28.04.2016 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 01.07.2009 | |||||||
| Datum der Promotion: | 27.01.2016 |
