Isolierung und Charakterisierung von Bakterien aus ...

Kapitel 4
subtilis und gibt so dem Streptomyces sp. Stamm die Möglichkeit, selbst Kolonien zu
bilden und die vorhandenen Nährstoffe zu nutzen (Wiener, 1996).
Eine Vielzahl an antibakteriell wirksamen Antibiotika, produziert von terrestrischen
Streptomyceten sind bereits bekannt und werden auch als Antibiotika eingesetzt. Van-
comycin (Störung der Zellwandsynthese), Bleomycin (Inhibierung der DNA Replikati-
on), Actinomycin (Inhibition der Transkription) sowie Streptomycin (Inhibierung der
Translation) sind nur einige Beispiele dafür (Zahner and Maas, 1972). Aber auch Wirk-
stoffe, isoliert aus marinen Streptomyceten, sind identifiziert. Essramycin, isoliert aus
einem marinen Sediment-assoziierten Streptomyceten, wirkt hemmend gegen das
Wachstum von Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien (El-Gendy et al., 2008).
Ebenfalls aus einem marinen Streptomyceten isoliert wurde Cylomarin A. Dieses cycli-
sche Peptid enthält ungewöhnliche Aminosäuren (Hinweise auf eine Produktion durch
NRPS) und wirkt entzündungshemmend (Renner et al., 1999). Die aus einem marinen
Streptomyces sp. isolierten Ammosamide A+B (Pyrroloquinoline Alkaloide) weisen
cytotoxische Aktivität gegen humane Darmkrebszellen auf (Hughes et al., 2009a).
Ebenfalls cytotoxische Wirkung, allerdings gegen HeLa Zellen, zeigen Phaeochromyci-
ne F-H. Diese Polyketide werden von einem marinen Streptomyces sp. DSS-18 (isoliert
aus einer Pazifikprobe) produziert (Li et al., 2008).
In Streptomyceten sind die Gene für Antibiotika häufig in Genclustern auf dem Genom
angeordnet. Die relativ großen Genome von Streptomyces spp. (8-10 Mb) enthalten
teilweise über 20 Antibiotika-Gencluster (Hopwood, 2006; Nett et al., 2009). Besonders
die Multienzymkomplexe die für nicht-ribosomale Peptide und Polyketide codieren sind
von großem Interesse. Die darüber produzierten Substanzen weisen eine hohe struktu-
relle Diversität und vielfältige Wirkungsweisen auf. Solche Gencluster machen bei
Streptomycetaceae, Micromonospraceae und Pseudonocardiaceae dabei mehr als 5 %
der codierenden Bereiche aus (Nett et al., 2009). Zurzeit sind über 15 Genome von
Streptomycetes spp. komplett sequenziert. Über 30 Genomprojekte sind noch unvoll-
ständig und werden bearbeitet (http://genomesonline.org/cgi/bin/GOLD/bin/gold.cgi,
Mai 2012). Die ersten sequenzierten Streptomyces Genome waren die von S. avermitilis
(Ikeda et al., 2003) und S. coelicolor A1/3 (Bentley et al., 2002). Auf diesen Genomen
konnten eine Vielzahl an unbekannten NRPS und PKS Genclustern annotiert, sowie die
Struktur ihrer Produkte aufgeklärt werden (Challis, 2008; Corre and Challis, 2009; Do-
nadio et al., 2007). Aus diesen beiden Stämmen waren durch Kulturversuche bislang
nur vier bzw. drei Naturstoffe bekannt. Durch die Genomsequenzierung zeigte sich,
dass insgesamt 20 bzw. 25 Gencluster für Sekundärmetabolite vorhanden sind (Bentley
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