Chemisches Screening von ausgewählten Actinomyceten sowie Strukturaufklärung von Sekundärmetaboliten aus Micromonospora sp. und Pflanzen
Chemical screening of selected actinomycetes as well as structure elucidation of secondary metabolites from Micromonospora sp. and plants
von Karsten Ströch
Datum der mündl. Prüfung:2004-01-21
Erschienen:2004-04-27
Betreuer:Prof. Dr. Axel Zeeck
Gutachter:Prof. Dr. Dr. h.c. Lutz Tietze
Gutachter:Prof. Dr. Hartmut Laatsch
Gutachter:Prof. Dr. Jörg Magull
Dateien
Name:stroech.pdf
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Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
The core of this thesis is the study of microorganisms and plants of different sources with regard to their production of secondary metabolites.The first part deals with 35 actinomycete strains from soil samples of the Kilimanjaro region, which were studied in a chemical screening program with respect to their secondary metabolite production. It was important in this method to find out, if and in how far there are any analogies between chemical screening and a newly established LC-MS screening. The strains with attractive secondary metabolite pattern in chemical screening were up-scaled (1 - 10 L) Secondary metabolites were isolated by column chromatography (silica gel, Sephadex LH-20, HPLC) and their structures were elucidated (IR, UV, 1D/2D-NMR, MS). The biosynthetic capability of some producers were checked with the OSMAC method. Altogether, 29 metabolites were characterised. Seven of these have not been described in the literature so far. The benzisoxamide is one of these. It has a novel skeleton for a natural product.In cooperation with Prof. Dr.H.-P. Fiedler (Institute of Microbiology, University of Tübingen) isolated secondary metabolites from the actinomycete strain Micomonospora sp. Tü 6368, which were discovered by HPLC/DAD screening, were studied. Overall, ten substances were characterised, of which four were new. Among them are the largest angucycline (metabolite 6368C2, Mr = 1443) so far, and an angucyclinone (metabolite 6368A2), which is oxidized in the quinone ring.The third part is based on a cooperation with Prof Dr L. Ö. Demirezer (Institute of Pharmacology, Hacettepe University, Ankara, Turkey). The structures of 28 secondary metabolites which were derived from the Turkish medicinal plants Centranthus longiflorus, Vitex agnus-castus and Galium verum were elucidated. Five proved to be new iridoid derivatives.
Keywords: natural products; secondary metabolites; actinomycetes; chemical screening; LC-MS; NMR; OSMAC; fermentation; isolation; structure elucidation; benzisoxamide; angucyclines; angucyclinones; iridoids
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Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Untersuchung von Mikroorganismen und Pflanzen aus verschiedenen Quellen bezüglich ihrer Sekundärstoffbildung.Der erste Teil beschäftigt sich mit 35 Actinomycetenstämmen aus Erdproben der Kilimanjaro-Region, die in einem chemischen Screening auf ihre Sekundärmetabolitenproduktion hin untersucht wurden. Methodisch war dabei wichtig, ob und inwieweit es Übereinstimmungen zwischen dem chemischen Screening und einem parallel etablierten LC-MS-Screening gab. Stämme mit interessantem Metabolitenprofil im chemischen Screening wurden im größeren Maßstab fermentiert (1 - 10 L), die Sekundärstoffe durch Säulenchromatographie (Kieselgel, Sephadex LH-20, HPLC) isoliert und in ihrer Struktur aufgeklärt (IR, UV, 1D/2D-NMR, MS). Im Sinne der OSMAC-Methode wurde die biosynthetische Leistungsfähigkeit einiger Produzenten überprüft. Es konnten insgesamt 29 Sekundärmetaboliten charakterisiert werden. Von diesen waren sieben bisher nicht in der Literatur beschrieben, darunter das Benzisoxamid, das ein für Naturstoffe neuartiges Grundgerüst besitzt.In einer Zusammenarbeit mit Prof. Dr. H.-P. Fiedler (Mikrobiologisches Institut, Universität Tübingen) wurden aus dem Actinomycetenstamm Micromonospora sp. Tü 6368 isolierte Sekundärmetaboliten untersucht, die im Rahmen eines HPLC-DAD-Screenings entdeckt worden waren. Es konnten insgesamt zehn Sekundärstoffe charakterisiert werden, von denen vier neu waren. Darunter befindet sich das bisher größte isolierte Angucyclin (Metabolit 6368C2, Mr = 1443) und ein im Chinonring oxidiertes Angucyclinon (Metabolit 6368A2).Der dritte Teil dieser Arbeit beruht auf einer Zusammenarbeit mit Prof. Dr. L. Ö. Demirezer (Pharmakologisches Institut, Hacettepe Universität Ankara, Türkei). Es wurden die Strukturen von 28 Sekundärmetaboliten aufgeklärt, die aus den türkischen Arzneipflanzen Centranthus longiflorus, Vitex agnus-castus und Galium verum stammen. Fünf erwiesen sich als neue Iridoid-Derivate.
Schlagwörter: Naturstoffe; Sekundärmetaboliten; Actinomyceten; chemisches Screening; LC-MS; NMR; OSMAC; Fermentation; Isolierung; Strukturaufklärung; Benzisoxamid; Angucycline; Angucyclinone; Iridoide; 540 Chemie