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Untersuchungen zur Wirkstoffproduktion extremophiler Mikroorganismen sowie Biosynthese und Derivatisierung ausgewählter mikrobieller Naturstoffe

dc.contributor.advisorGrond, Stephanie PD Dr.de
dc.contributor.authorKubicek-Pejic, Adrijanade
dc.date.accessioned2009-07-23T15:08:25Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T10:34:04Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:23Zde
dc.date.issued2009-07-23de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD43-3de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2077
dc.description.abstractDie vorliegende Arbeit befasst sich mit der Isolierung, Charakterisierung und chemischen Derivatisierung von Naturstoffen aus extremophilen Mikroorganismen und Streptomyceten.Da über die Fähigkeiten extremophiler Mikroorganismen zur Produktion von Sekundärmetaboliten nur wenig bekannt war, wurde im Rahmen eines DBU Verbundprojekts dieses mittels eines chemischen und biologischen Screenings genauer untersucht. Durch Einsatz heterologer Expressionssysteme wurden Wirtsstämme in Kultur genommen und unter optimierten Bedingungen fermentiert. Ausgewählte Isolate wurden auf antimikrobielle und cytotoxische Wirkung analysiert, wobei sich ein ungewöhnlich breites Wirkspektrum zeigte. Aus diesen Stämmen wurden insgesamt sechs niedermolekulare Naturstoffe isoliert, strukturell identifiziert und auf antibakterielle sowie cytotoxische Wirkung getestet.Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Produktion eines neuartigen Sekundärstoffs durch einen Streptomyceten-Stamm untersucht. Dieser Metabolit, ein Spirotetron, ähnelt in seinen Strukturmerkmalen der Substanzklasse der Abyssomicine, die eine Tetronsäure- und eine Oxabicyclo[2.2.2]octaneinheit enthalten. Durch Vorläufer-dirigierte Biosynthese sowie Optimierung der Fermentationsbedingungen und der Isolierungsstrategie konnte die Ausbeute des neuen Naturstoffs signifikant erhöht und das Metabolitenspektrum erweitert werden. Die zusätzlichen Metaboliten wurden als drei zur Rifamycinfamilie gehörende Makrolide sowie ein Dipeptid identifiziert und in ihrer Struktur aufgeklärt.Weiterhin wurden die Möglichkeiten zur Derivatisierung von Chartreusin untersucht. Die Wirkung dieses potenten Antitumor-Antibiotikums beruht auf Interkalation mit der DNA, bei der die multivalente Bindung des Zuckerteils für die Stabilität des DNA-Antibiotika-Komplexes essentiell ist. In einem semisynthetischen Ansatz wurde Chartreusin zu seinem neuen Derivat 6 O Benzoyl 3 ,4 O-Benzyliden chartreusin umgesetzt, wodurch eine bessere Löslichkeit erreicht wurde. Die Struktur wurde mit Hilfe von 2D-NMR spektroskopischen Methoden untersucht.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleUntersuchungen zur Wirkstoffproduktion extremophiler Mikroorganismen sowie Biosynthese und Derivatisierung ausgewählter mikrobieller Naturstoffede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedInvestigations on the Production of Bioactive Metabolites by Extremophilic Microorganisms as well as Biosynthesis and Derivatization of Selected Microbial Natural Productsde
dc.contributor.refereeGrond, Stephanie PD Dr.de
dc.date.examination2007-10-31de
dc.subject.dnb540 Chemiede
dc.description.abstractengThe present work deals with the isolation, characterization and chemical derivatization of natural products from extremophilic microorganisms and streptomycetes. In order to explore the previously unknown potential of extremophilic microorganisms as natural product producers, this aspect was investigated by chemical and biological screening as a part of a DBU research project. Host strains were transferred into the laboratory environment and cultivated under specifically adapted conditions. Selected isolates were tested in different antimicrobial and cytotoxic assays, showing a remarkably broad range of activities. Six secondary metabolites were isolated, structurally characterized and tested for antibacterial and cytotoxic effects.Furthermore, the production of a novel natural product by an unidentified streptomycetes was studied. This metabolite, a spirotetrone, shows structural similarities to the substance class of abyssomicins, which contain a tetronic acid and an oxabicyclo[2.2.2]octane moiety. By applying precursor-directed biosynthesis, the yield of the product was significantly increased and the biosynthesis of further metabolites was observed. The additional metabolites were structurally identified as three rifamycin-type macrolides and a dipeptide.The third project of this thesis concerns the study of derivatization reactions with chartreusin. This potent antitumor-antibiotic acts through intercalation with the DNA double helix, in which the sugar moiety stabilizes the DNA-antibiotic complex by multivalent bonding. Chartreusin was semi-synthetically converted into its new derivative 6 O benzoyl 3 ,4 O-benzyliden chartreusin, which exhibited enhanced solubility. The three-dimensional structure was investigated using 2D-NMR spectroscopic methods.de
dc.contributor.coRefereeAckermann, Lutz Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerNaturstoffede
dc.subject.gerSekundärmetabolitede
dc.subject.gerextremophile Mikroorganismende
dc.subject.gerchemisches Screeningde
dc.subject.gerAbyssomicinde
dc.subject.gervorläufer-dirigierte Biosynthesede
dc.subject.gerChartreusinde
dc.subject.engnatural productsde
dc.subject.engsecondary metabolitesde
dc.subject.engextremophilic microorganismsde
dc.subject.engchemical screeningde
dc.subject.engabyssomicinde
dc.subject.engprecursor-directed biosynthesisde
dc.subject.engchartreusinde
dc.subject.bk35.25de
dc.subject.bk35.50de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2175-6de
dc.identifier.purlwebdoc-2175de
dc.affiliation.instituteFakultät für Chemiede
dc.subject.gokfullSUD 000: Reaktionen in der organischen Chemiede
dc.subject.gokfullSUF 000: Strukturchemie organischer Verbindungen {Organische Chemie}de
dc.subject.gokfullSXB 200: Biosynthesen {Biochemie}de
dc.subject.gokfullSXE 000: Naturstoffe {Biochemie}de
dc.identifier.ppn618929827de


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