Denizel süngerlerden fungusların izolasyonu ve elde edilen metabolitlerinin biyoaktivitelerinin taranması

Abstract

Tez kapsamında sünger ilişkili fungusların izolasyonu, biyoaktif metabolitlerinin saflaştırılması, metabolit profillerinin OSMAC ve ko-kültür yöntemleri ile çeşitlendirilmesi, saflaştırılan moleküllerin yapılarının aydınlatılması ve biyoaktivite potansiyellerinin taranması hedeflenmiştirProje kapsamında, sünger ilişkili Penicillium chrysogenum ve Aspergillus carneus suşlarından 19 bileşik izole edilmiş ve kimyasal yapıları spektral yöntemlerle (1D-2D NMR, MS) tayin edilmiştir. İlk olarak P. chrysogenum suşu metabolit izolasyonu için seçilmiştir. Yapılan ayırma-saflaştırma işlemlerinden sonra 4 bilinen molekül izole edilmiştir; conidiogenone B (1), conidiogenone C (2), cyclopenol (3) and viridicatin (4). A. carneus suşunun yapay deniz tuzu ile hazırlanmış pirinç ortamından bir yeni doğal ürün – aniquinazoline E –(5) ve 8 bilinen bileşik (6 – 13) izole edilmiştir. Ardından laboratuvar koşullarında sessiz kalan gen bölgelerini aktive etmek için A. carneus suşu ile OSMAC (Bir Suş Pek Çok Molekül) ve ko-kültür denemeleri gerçekleştirilmiştir. OSMAC denemesinde, A. carneus 3 farklı besiyerinde (deniz tuzlu pirinç, modifiye Czapek besiyeri ve pirinç besiyeri) kültüre edilmiştir. Modifiye Czapek besiyerinden elde edilen özüt ile yapılan kimyasal işlemler sonucunda bir yeni bileşik – terrelumamide C – (14) ve yapay deniz tuzu ile hazırlanmış pirinç ortamında farklı bir bileşik (15) ile 7 (5 - 7, 9 – 11, 13) benzer bileşik izole edilmiştir. Bu sonuç farklı besiyerlerinin metabolit profiline etkisini kanıtlamıştır. Ko-kültür denemesi için A. carneus ve B. subtilis pirinç ortamında birlikte kültüre edilmiş ve metabolitlerin biyosentezinin indüklendiği HPLC analizleri ile gözlenmiştir. Biyosentezdeki artış 4 bileşiğin (6, 7, 9, 10) kantitatif artışının analizi ile de kanıtlanmıştır. Ayrıca, diğer iki ortamdan farklı ksanton ve antrakinon türevleri (16 – 19) izole edilmiştir. Proje sonunda, 2 yeni 17 bilinen molekül elde edilmiş ve biyoaktivite potansiyelleri taranmıştır. 3 bileşik (5, 6, 13) fare lenfoma hücre hattı L5178Y'ye karşı kahalalide F'den (IC50; 4.3 µM) daha güçlü sitotoksik etki göstermiştir (IC50; 0.19 – 0.43 µM). 2 bileşik (9 – 10) de S. aureus ATCC 700699, E. faecium ATCC 35667 ve E. faecium ATCC 700221'e karşı güçlü antimikrobiyal ekti göstermiştir.

The aim of this thesis is to isolate sponge associated fungi, purification of their bioactive compounds, diversify of metabolite profiles by OSMAC and co-cultivation, eluciditaion of chemical structures of pure compounds and screening of their bioactivity potential.In this dissertation, two sponge-associated fungi Penicillium chrysogenum and Aspergillus carneus, led to isolation of 19 compounds. The chemical structures of pure compounds were eluciated by spectral experiments (1D-2D NMR, MS). P. chrysogenum was the first fungus to selected for chemical investigation. Four known compounds were isolated from this strain; conidiogenone B (1), conidiogenone C (2), cyclopenol (3) and viridicatin (4). Aniquinazoline E – new natural product (5) and 8 known (6-13) compounds (terpen, anthraquinone, xanthone and quinazolinone types) were isolated from sea salt rice medium of A. carneus. Then to activate the cryptic gene in laboratory conditions, OSMAC (One Strain MAny Compounds) and co-cultivation were carried out with A. carneus. In OSMAC experiment three types of medium (sea salt rice medium, modified Czapek medium and rice medium) were used to improve the metabolite profile. As a result of chemical investigation of modified Czapek medium, terrelumamide C – one new (14) and one different compound (15) which was different from sea salt rice medium and 7 same compounds (5 - 7, 9 – 11, 13) with sea salt rice medium were yielded. These results proved that the impression of different medium effects on metabolite profiles. For co-culture experiment, A. carneus and B. subtilis were cultivated in rice medium. Inducing of metabolite biosynthesis was observed and it was proved by quantitative analysis of 4 induced compounds (6, 7, 9, 10). Besides, different xanthone and anthraquinone derivates (16 – 19) were isolated from co-culture medium. As a result of thesis, 2 new and 17 known compound were yielded and their bioactivity potential was screened. 3 compounds (5, 6, 13) showed strong cyctotoxic activity againts to Murine lymphoma cell line L5178Y (IC50; 0.19 – 0.43 µM) than positive control kahalalide F (IC50; 4.3 µM) and 2 compound (9 – 10) showed strong antimicrobial activty againt to S. aureus ATCC 700699, E.faecium ATCC 35667 and E.faecium ATCC 700221.