Isolierung und Charakterisierung von Bakterien aus ...

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Kapitel 2 Metabolitproduktion in Abhängigkeit der Herkunft der Produzentenstämme: Isolate des gleichen Herkunftsortes, wie z.B. M2 und B45 aus dem östlichen Grönland- becken, oder C4 und C5 aus dem Gotlandbecken können sehr unterschiedliche Inhibie- rungsmuster aufweisen. Dagegen zeigten die Isolate gtH22 und gtH1 aus dem Mittelmeer (Panarea) Ähnlichkeiten in der Stärke der Inhibierungen aber Unterschiede in der Anzahl der Inhibierung und im Inhibierungsmuster (Tabelle 18). Auch wiesen Isolate wie gtI11 (Urania, östliches Mittelmeer) und C4 (Gotlandbecken, Ostsee) aus unterschiedlichen Standorten ähnliche Inhibierungen in Art, Anzahl und Stärke auf. Dies zeigt, dass die Metabolite unabhängig vom Herkunftsort des Isolates produziert werden. Metabolitproduktion in Abhängigkeit des Kultivierungsmediums: Die Rohextrakte der Isolate M2, gtI11, C4 und C5 aus dem Kultivierungsmedium TM zeigte ein sehr unterschiedliches Inhibierungsmuster gegenüber den Rohextrakten aus dem Kultivierungsmedium GYM30. Die Rohextrakte der Isolate M2, gtI11 und C4 aus dem TM Medium wiesen wesentlich weniger und schwächere Inhibitionen gegen die Testorganismen auf. Der Rohextrakt des Isolates C5 (TM) inhibierte keinen der Testor- ganismen, im Gegensatz zu dem Rohextrakt aus GYM30 Medium, der das Wachstum von Xanthomonas campestris (DSM 2405) und Ralstonia solanacearum (DSM 9544) hemmte (Tabelle 18 und Tabelle 19). Somit zeigte sich, dass das GYM30 Medium besser für eine Metabolitproduktion der Bacillus amyloliquefaciens Isolate geeignet ist. Tabelle 19: Inhibition (%) der Rohextrakte der Bacillus amyloliquefaciens Isolate gegen ausgewählte Testorganismen, Anzucht in TM Medium. Herkunftsort Grönlandsee Mittelmeer Ostsee Testorganismus M2 gtI11 C4 C5 Bacillus subtilis 93 76 55 - Escherichia coli - - - - Staphylococcus lentus - 28 39 - Pseudomonas fluorescens - - - - Candida glabrata - - - - Pseudomonas syringae - - - - Xanthomonas campestris - 97 72 - Erwinia amylovora - - - - Ralstonia solanacearum - - - - 68
Kapitel 2 Chromatographische Auswertung der Metabolitmuster Die Metabolitmuster der zehn Bacillus amyloliquefaciens Isolate wurden mittels HPLC/MS chromatographisch ausgewertet. Neun der Isolate (außer Isolat C5; An- zuchtmedium GYM30) produzierten Lipopeptide wie die der Fengycine (z.B. Plipasta- tin) (Abbildung 17a-j). Diese werden durch nicht-ribosomale Peptidsynthetasen gebildet (Koumoutsi et al., 2004) und haben eine starke Wirkung gegen viele phytopathogene Pilze (Maget-Dana et al., 1992; Vanittanakom et al., 1986). In ebenfalls neun Isolaten (außer D21a) wurden verschiedene Analoga des Heptapeptides Lichenysin G, aus der Substanzklasse der Surfactine detektiert. Die verschiedenen Lichenysin Analoga unter- scheiden sich in ihrer Anzahl der Methylgruppen in den lipophilen Seitenketten (Berrue et al., 2009). Sie werden ebenfalls über nicht-ribosomale Peptidsynthetasen gebildet und sind antibakteriell wirksam (Rodrigues et al., 2006). Die Isolate gtH22, gtH1, gtH2, M2, gtI11 und C4 produzieren neben den Fengycinen und Surfactinen auch Derivate aus der Substanzklasse der Iturine wie z.B. Bacillomycin D und Iturin A. Diese Peptide werden durch einen NRPS/PKS Hybriden Enzymkomplex gebildet und wirken hämolytisch und antifungal. Einzig in den Isolaten B45 und gtK5 wurde das Polyketid Macrolactin detektiert. Dieses wird von einer Polyketidsynthase I produziert. Das Chromatogramm des Isolates D21a zeigte die Produktion von Fengycinen und eine Reihe bislang unidentifi- zierter Substanzen. Ebenfalls konnten in den Chromatogrammen von M2, D21a und C5 (GYM30) einige Substanzen bislang noch nicht identifiziert werden (Abbildung 17 d, g und h, Peak A-G). Die Anzucht von vier Isolaten (gtI11, C4, M2 und C5) im TM Medium ergab, gegen- über dem GYM30 Medium, einige wenige Unterschiede in der Metabolitproduktion. Das Isolat C4 zeigte genau dasselbe Metabolitmuster, mit der Produktion von Fengycin, Plipastatin, Lichenysin G, Bacillomycin D und Iturin A, in beiden Medien. Isolat gtI11 produzierte in dem TM Medium nur Plipastatin und Lichenysin G (Abbildung 18a). Im Gegensatz dazu wurden in dem GYM30 Medium noch Fengycin und verschiedene noch nicht identifizierte Metabolite detektiert (Abbildung 17e). Ein ähnliches Bild zeigt sich bei dem Isolat M2. In beiden Medien wurden Lichenysin G, Fengycin und Plipastatin produziert, aber in dem GYM30 Medium noch zusätzlich bislang nicht identifizierte Metabolite, die in dem TM Medium nicht produziert wurden (Abbildung 17g und Abbildung 18c). Das Isolat C5 zeigt die Produktion von unterschiedlichen Metaboliten in den beiden Medien. Iturin A und Bacillomycin D, sowie eine nicht identifizierte Sub- stanz (Abbildung 18 d, Peak H) wurden in dem TM Medium produziert. Lichenysin G 69
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Inhaltsverzeichnis I Zusammenfassun
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I Zusammenfassung Zusammenfassung D
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II Abstract Abstract As microbial r
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III Einleitung III.1 Naturstoff-For
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Einleitung Tabelle 1: Naturstoffe a
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Einleitung Grund dessen besitzen Gr
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Einleitung von polycyclischen Polyk
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Einleitung Abbildung 1: Schematisch
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Einleitung der modular oder iterati
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X Anhang Anhang Anhang 1: Liste der
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Anhang Fortsetzung Anhang 3: Übers
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