Sekundärstoffe aus endophytischen Pilzen mariner Habitate und Abbaureaktionen an Simocyclinon D8
Secondary metabolites of endophytic fungi from marine habitats and chemical degradation of simocyclinone D8
von Marko Gentzsch
Datum der mündl. Prüfung:2007-07-03
Erschienen:2008-01-09
Betreuer:Prof. Dr. Axel Zeeck
Gutachter:Prof. Dr. Hartmut Laatsch
Zum Verlinken/Zitieren:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2217
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Description:Dissertation
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Zusammenfassung
Englisch
This thesis deals with the isolation, characterization und chemical derivatization of natural products. Most of the described metabolites show a high potential biological activity which is the result of a complex interaction between the chemical structure of the agent and its molecular target.A very promising source for bioactive natural products is presented by the unexplored area of endophytic fungi. According to a BMBF-research association, the active principles of selected extracts from endophytic fungi could be determined. By this approach 13 partly new secondary metabolites could be isolated, structure elucidated and tested for antibacterial, antifungal, phytotoxic and cytotoxic properties. The absolute configuration of the tetramic acid derivative CJ-21,058, isolated from Phoma sp., could be assigned by a combination of deep temperature NMR-experiments and CD-spectroscopy for the first time. In contrast to other tetramic acids the isolated compound showed an unusual broad spectrum of biological activities. The fermentation of Beauveria sp. exemplified the influence of different cultivation conditions on secondary metabolism. Five Pentaketids, biosynthetically derived from a hypothetical common precursor, could be identified. 7-O-desmethylazamonosporasco! ne from Nodulisporium sp. was isolated for the first time and is produced beside five also new oxygen-analogues of this compound deduced by LC-MS.Chemical degradation of simocyclinone D8, an inhibitor of bacterial gyrase, has been carried out in order to explore structure activity relationships of this modular arranged natural product. For this purpose a selective cleavage of the O-acylic linkage at the sugar moiety D-olivose was established. Application of a methanolic ammonia solution as base led to the desired molecule fragments. The resulting aminocoumarine derivative, which still contains the decatetraene dicarboxylic acid moiety, showed no significant inhibition of gyrase.
Keywords: natural product; fungi; endophytic; simocyclinone
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Isolierung, Charakterisierung und chemischen Derivatisierung von Naturstoffen. Viele der beschriebenen Verbindungen zeigen eine einzigartige biologische Aktivität, deren Ursache in einem komplexem Zusammenspiel zwischen der chemischen Struktur des Wirkstoffes und ihrem molekularen Angriffsziel zu finden ist.Endophytische Pilze mariner Habitate stellen eine besonders viel versprechende Quelle für bioaktive Naturstoffe dar. In einem BMBF-Forschungsverbund wurde das aktive Prinzip ausgewählter Extrakte dieser Organismen bestimmt. Auf diese Weise gelang es, 13 zum Teil neue Sekundärstoffe zu isolieren, in ihrer Struktur aufzuklären und in Hinsicht auf ihre antibakteriellen, fungiziden, insektiziden, herbiziden und cytotoxischen Eigenschaften zu charakterisieren. Das Tetramsäurederivat CJ-21,058 aus Phoma sp. konnte mit Hilfe einer Kombination aus Tief-Temperatur-NMR-Experimenten und CD-Spektroskopie erstmalig in seiner absoluten Konfiguration bestimmt werden und zeigte ein für diese Verbindungsklasse ungewöhnlich breites Wirkspektrum. Beauveria sp. diente als Beispiel, um die Äbhängigkeit der verwendeten Kultivierungsbedingungen auf die Bildung von fünf verschiedenen Pentaketiden zu untersuchen. Ausgehend von den Strukturen dieser Pentaketide konnte ein gemeinsamer PKS-Vorläufer! vorgeschlagen werden. Das aus Nodulisporium sp. erhaltene 7-O-Desmethylazamonosporascon stellt einen neuen Sekundärstoff dar, der zusammen mit fünf weiteren, ebenfalls neuen 7-O-Desmethyl-Sauerstoff-Analoga gebildet wurde, wie LC-MS Untersuchungen zeigten.Der Gyrase-Inhibitor Simicyclinon D8 wurde einem chemischen Abbau unterzogen. Hintergrund dieser Arbeiten waren Studien zur Struktur-Wirkungs-Beziehung, um die Selektivität dieser Wirkung mit einzelnen Strukturteilen in Verbindung zu bringen. Es konnte gezeigt werden, dass die Spaltung der O-Acylbindung zur D-Olivose-Einheit unter Verwendung von methanolischer Ammoniaklösung als Base selektiv möglich ist. Für das hierdurch erzeugte Aminocoumarinderivat, welches noch die Decatetraendicarbonsäure enthält, konnte keine signifikante Hemmung der Gyrase nachgewiesen werden.
Schlagwörter: Naturstoff; Pilze; endophytisch; Simocyclinon