Naturstoffe algenassoziierter Bakterien & Naturstoffe der Gattung Pseudomonas und deren Bedeutung für die Braunalge Saccharina latissima

Nagel, Kerstin

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass eine Assoziation von Bacillus-, Pseudomonas- und Streptomyces-Arten mit der Braunalge Saccharina latissima in der Ostsee besteht. Im speziellen kann für den Pseudomonas-Stamm LD120 auf Grund des Sekundärmetabolitprofils sowie der stoffwechselphysiologischen Eigenschaften des Bakteriums eine mutualistische Interaktion mit S. latissima als wahrscheinlich angenommen werden. Zu den Bakterien, die biologisch aktive Substanzen produzieren und die von der Alge S. latissima isoliert wurden, gehören Vertreter der Gattungen Bacillus, Pseudomonas, Pseudoalteromonas und Streptomyces.Änderungen der Kultivierungsbedingungen konnten das Sekundärmetabolitprofil dieser Bakterien verändern. Besonders erwähnenswert ist die Bildung von sechs weiteren Substanzen durch Stamm LD81 nach Zugabe des biogenen Amins Putrescin zum Kulturmedium. Die biologische Aktivität der isolierten bakteriellen Naturstoffe umfasst sowohl antimikrobielle Wirksamkeiten gegen über Bakterien und Pilzen als auch Hemmung humaner Krebszelllinien und die Inhibition von Acetylcholinesterase. Etwa die Hälfte der 134 identifizierten Substanzen konnte derepliziert und so literaturbekannten Substanzen zugeordnet werden. Zwei Substanzen (Holomycin und N-Propionyl-holothin) konnten erstmals aus der Gattung Pseudomonas isoliert werden. Es konnten mehrfach potentiell neue Substanzen mit biologischer Aktivität identifiziert werden und zwar aus Vertretern der Gattungen Bacillus (LB084, m/z 572), Pseudomonas (LD120, m/z 347) und Streptomyces (LB058, m/z 544). Zusätzlich wurden in mindestens zwei Stämmen neue Derivate bekannter Naturstoffe identifiziert.

An association between strains of Bacillus, Pseudomonas and Streptomyces with the brown alga Saccharina latissima from the Baltic Sea was shown by the results of this thesis. In particular, a mutualistic symbiosis is assumed for Pseudomonas strain LD120 and S. latissima, due to metabolic characteristics and the secondary metabolite profile. Members of the genera Bacillus, Kiloniella, Pseudomonas, Pseudoalter-omonas and Streptomyces, all isolated from S. latissima, produced bioactive compounds. Variations of cultivation conditions lead to different sec-ondary metabolite profiles of these bacteria. Particularly noteworthy is the production of six new compounds by strain LD81 after addition of the biogenic amine putrescine to the culture medium. Bioactivity of the isolated bacterial natural products comprises antibacterial and antifugal activity, as well as inhibition of human cancer cell lines and acetylcholinesterase. Approximately half of the 134 identified compounds was dereplicated and assigned to compounds already known from literature. However, two compounds (holomycin and N-propionylholothin) were isolated for the first time from the genus Pseudomonas. Potentially novel bioactive compounds were identified from members of the genera Bacillus (LB084, m/z 572), Pseudomonas (LD120, m/z 347) and Streptomyces (LB058, m/z 544). In addition, derivatives of known compounds were identified in at least two strains.

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Nagel, Kerstin: Naturstoffe algenassoziierter Bakterien & Naturstoffe der Gattung Pseudomonas und deren Bedeutung für die Braunalge Saccharina latissima. 2013.

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