Biodiversity of marine-derived fungi and identification of their metabolites

Insgesamt wurden 31 Verbindungen aus Pilzen isoliert, die aus 12 verschiedenen marinen Organismen stammen, darunter Vertreter unterschiedlicher Substanzklassen wie Alkaloide, Polyketide und Terpene. Eine Verbindung, ein Pyranacetal, erwies sich dabei als neuer Naturstoff. Die Strukturen der Verbindungen wurden durch massenspektrometrische Verfahren sowie ein- und zweidimensionale NMR-Spektroskopie aufgeklart. 1. Pilze aus der Klasse Eurotiomycetes Sechs stickstoffhaltige Verbindungen wurden aus Penicillium polonicum, isoliert aus dem marinen Schwamm Tethya sp., erhalten. Funf davon, Cyclopenin, Cyclopenol, Viridicatol, Viridicatin sowie 3-Methylviridicatin waren biogenetisch verwandt. Meleagrin, Roquefortin, Citrinin, Citrininhydrat und die Diastereomere Quinolactacin A1 und A2 wurden aus Penicillium citrinum erhalten, welcher aus der marinen Alge Sargassum sp. isoliert wurde. Meleagrin, Roquefortin und Citrininhydrat zeigten eine beachtliche zytotoxische Wirkung gegen die murine Lymphomazelllinie L5178Y, wohingegen Citrinin nicht aktiv war. Das Anthrachinon Skyrin und die Preanthrachinone Atrovirin B1 und B2 wurden aus einem Extrakt des aus dem Schwamm Aplysina aerophoba isolierten Talaromyces wortmanii erhalten. Zwei bekannte Verbindungen, Tenuazonsaure und Alternariol, wurden aus dem Pilz Alternaria compacta erhalten, der aus dem marinen Schwamm Suberites domuncula isoliert wurde. 2. Pilze aus der Klasse Sordariomycetes Drei verwandte Alkaloide, Chaetomin, Cochliodinol und Semicochliodinol wurden vom aus dem marinen Schwamm Tethya sp. isolierten Pilz Chaetomium sp. erhalten. Alle zeigten starke zytotoxische Aktivitat gegenuber L5178Y-Zellen und zeigten inhibitorische Aktivitat gegenuber Proteinkinasen. Ein neues, mit der Familie der Cholesterolsynthesehemmstoffe Agistatine verwandtes Pyranacetal wurde vom Pilz Xylaria sp. erhalten, der aus der marinen Alge Padina australis isoliert wurde. Diese Verbindung wurde 3-Methyl-methoxyagistatin D genannt, basierend auf der Methylmethoxygruppe in Position C-3. Daldinia escholzii aus der marinen Alge Halimeda berneoensis produzierte die bekannte Verbindung 4,4’,5,5’-tetrahydroxy-1,1’-binaphthyl. Diese Verbindung zeigte eine betrachtliche zytotoxische Aktivitat gegenuber L5178Y-Zellen und erwies daruber hinaus als Inhibitor von Proteinkinasen auf; beide Eigenschaften wurden bisher noch nicht in der Literatur beschrieben. Das Makrolid Zearalenon wurde von dem aus Sargassum sp. isolierten Pilz Fusarium equiseti erhalten. Indol-3-carbonsaure und das Diterpen Myrocin A wurden aus Arthrinium sp. gewonnen, der aus Tethya sp. isoliert wurde. Myrocin A bewies zytotoxische Wirkung und Aktivitat als Inhibitor von Proteinkinasen. Die chemotaxonomische Markersubstanz 5-Carboxymellein wurde aus dem Pilzstamm PV 1.1 erhalten. Aufgrund dieser chemischen Befunde ist anzunehmen, dass dieser Pilz aus der Familie der Xylariaceae stammt. 3. Pilze aus der Klasse Dothideomycetes Die antimykotische Verbindung Griseofulvin wurde vom aus dem marinen Schwamm Suberites domuncula isolierten Pilz Botryosphaeria stevensii erhalten; damit erwies sich dieser Pilz als einer der wenigen bekannten Griseofulvin-Produzenten auserhalb der Gattung Penicillium. Der aus dem marinen Schwamm Petrosia ficiformis isolierte Pilz Paraphaeosphaera michotii produzierte die Substanzen Cyclopenin, Cyclopenol, Viridicatol, Viridicatin und 3,4,8-Trihydroxy-1-tetralon. Die Bestimmung der Diversitat der Pilze in marinen Organismen wurde mithilfe der Polymerasekettenreaktion (PCR) unter Verwendung von Primern, die auf konservierte, taxonomisch signifikante Gene gerichtet waren, durchgefuhrt, gefolgt von denaturierender Gradientengelelektrophorese (DGGE). Das universelle Pilzprimerpaar ITS1 und ITS4 erzeugte DNA-Amplifikate, die sich per DGGE trennen liesen und eine Identifizierung der zugrunde liegenden Pilzstamme auf breiter Basis erlaubten. Es konnte gezeigt werden, dass die DGGE unter Verwendung dieses Primerpaares eine zuverlassige und aussagekraftige Methode zur Erfassung der Diversitat von Pilzen in komplexen biologischen Proben darstellt, insbesondere, was Mangrovenpflanzen betrifft. Pilz-Sequenzen konnten aus den DGGE-Experimenten mit Mangrovenpflanzen erhalten werden, wobei zweifelsfrei nachgewiesen wurde, dass eine Bande jeweils auf einen Pilzstamm zuruckzufuhren ist. Zwei Banden mit vergleichbarer Laufstrecke in Proben der Rinde und Blatter von Avicennia marina wurden sequenziert und mittels BLAST-Suche jeweils dem Pilz Alternaria sp. zugeordnet. Eine weitere, aus den Blattern von Avicennia marina stammende Bande wurde nach Sequenzierung als Fusarium sp. identifiziert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmalig der erfolgreiche Nachweis von Pilz-DNA im Gesamt-DNA-Extrakt von marinen Schwammen auf der Basis von PCR und DGGE gefuhrt. Dabei zeigte sich, dass neben den Banden, welche Pilze reprasentieren, auch solche auftraten, die auf DNA des Schwammes zuruckgehen. Allerdings liesen sich Banden von Schwamm-DNA von denen der Pilze durch ihre unterschiedlichen Laufstrecken in den DGGE-Gelen sicher unterscheiden. Anhand der Sequenzen aller im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Pilzstamme, die auf Amplifikation mit dem Primerpaar ITS1 und ITS4 zuruckgehen, wurde eine phylogenetische Analyse durchgefuhrt. Der aus diesen Sequenzen konstruierte phylogenetische Baum wurde mithilfe bioinformatischer Methoden validiert, und es konnte gezeigt werden, dass er die Evolutionsgeschichte und Verwandtschaft innerhalb des Reichs der Pilze bis herunter zur Gattungsebene wider gibt.