Isolierung und Charakterisierung von Bakterien aus ...

Kapitel 1
und biologische Parameter am Standort auf, sodass sich keine signifikante Veränderung
der Zusammensetzung der Bakterien ergab.
Bewertung des Wirkstoffpotentials der marinen Sediment-assoziierten
Bakterien
Nachweis von Sekundärmetabolit-Genclustern
Durch das PCR-basierte Screening mit spezifischen Primern nach Sekundärmetabolit-
Gencluster wurden in 30 % der Isolate Amplifikate für nicht-ribosomale Peptidsynthe-
tasen erhalten. Es konnten in allen isolierten phylogenetischen Gruppen (außer Flavo-
bacteria) Amplifikate für solche Sekundärmetabolit-Gencluster gefunden werden. Diese
Isolate zählten hauptsächlich zu den Firmicutes und Actinobacteria sowie einige wenige
zu den Alphaproteobacteria und Gammaproteobacteria. Der Nachweis von Polyketid-
synthasen I und II erfolgte in 7 % bzw. 5 % der Isolate.
Durch Studien, vor allem zu Actinobacteria ist deren enormes Potential zur Produktion
von Wirkstoffen durch diese Multienzyme belegt worden. Pathom-aree et al. (2006)
isolierten Actinobacteria aus dem Mariannengraben und fanden in 68 % Gene für
NRPS, in 13 % Gene für PKS I und in einem Micromonospora Stamm Gene für PKS II
(Pathom-aree et al., 2006). Die fünf untersuchten Streptomyces Isolate waren die einzi-
gen, die sowohl Amplifikate für NRPS als auch PKS I zeigten (Pathom-aree et al.,
2006). In einer anderen Studie wurden Sediment-assoziierte Gram-positive Bakterien
aus der Nordsee auf NRPS und PKS I untersucht. Von den isolierten Actinobacteria und
Firmicutes enthielten 21 % bzw. 14 % Gene für NRPS. In keinem Stamm wurden Gene
für PKS I gefunden (Martens, 2005). Nicht nur in diesen beiden Studien sondern auch
die hier erhaltenen Ergebnissen zeigen wieder die herausragende Stellung von Actino-
bacteria und Firmicutes zur Wirkstoffproduktion über diese speziellen Multienzyme
(Bentley et al., 2002; Donadio et al., 2007; Gontang et al., 2010; Ikeda et al., 2003; Nett
et al., 2009).
Durch die Sequenzierung von 18 NRPS Amplifikaten in dieser Studie wurden Informa-
tionen zu den A-Domänen der Gencluster erhalten und gleichzeitig die Funktionalität
der ausgewählten Primer bewiesen. Aussagen über mögliche Produkte der NRPS Gen-
cluster können nur bedingt getroffen werden, da die sequenzierten Produkte nur einen
kleinen Teil des gesamten Clusters ausmachen. Bei den nicht-ribosomalen Peptid-
synthetasen amplifizieren die jeweiligen Primer nur ca. 300 bp der A- Domäne. Die A-
Domäne ist für die Substraterkennung verantwortlich und Teile davon sind konservativ,
so dass eine Vorhersage der Aminosäuren möglich ist (Challis et al., 2000; Stachelhaus
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