Isolierung und Charakterisierung von Bakterien aus ...

Kapitel 4
VI.4 Chemische und genomische Untersuchungen zum
Wirkstoffpotential des Streptomyces sp. Isolates C42 sowie
Isolierung eines neuen nicht-ribosomalen Peptides
Einleitung
Von den durch die Isolierung gewonnen marinen Bakterien gehörten 23 Isolate zu den
Actinobacteria (Kapitel V.1). Actinobacteria sind vor allem aus dem terrestrischen Ha-
bitat bekannt und die Frage nach der Existenz von marinen Actinobacteria gab lange
Zeit Anlass zu Spekulationen. Der Beweis, dass Actinobacteria im marinen Milieu nicht
nur als dormante Sporen vorliegen, die durch den Eintrag aus dem terrestrischen Milieu
stammen, ist mit der Isolierung von obligat marine Arten wie z.B. Rhodococcus mari-
nonascens (Helmke and Weyland, 1984) oder Salinospora (Jensen et al., 2005; Maldo-
nado et al., 2005; Mincer et al., 2002) erbracht worden. Neben der salzabhängigen
metabolischen Aktivität in Kultivierungsversuchen zeigten Untersuchungen auch, dass
Hybridisierungssignale aus einer marinen Probe von stoffwechselaktiven Streptomyces
sp. Zellen stammten (Moran et al., 1995).
Actinobacteria produzieren über 2/3 der bekannten Antibiotika. Davon werden rund
80 % von der Gattung Streptomyces produziert (Kieser et al., 2000). Diese Gattung ist
mit über 600 Arten die größte Gruppe der Actinobacteria (List of Prokaryotes, J.P. Eu-
zéby, Mai 2012). Sie sind GC-reiche (60-80 %) (Wright and Bibb, 1992), Gram-
positive Bakterien die Endosporen bilden und ubiquitär vorkommen (Kieser et al., 2000;
Mayfield et al., 1972). Besonders Vertreter marin-isolierter Streptomyces spp. sind, ne-
ben den Micromonospora und einigen anderen Gattungen der Actinobacteria, aufgrund
der Vielzahl an Sekundärmetabolit-Genclustern die Hauptproduzenten von Antibiotika
(Berdy, 2005; Gontang et al., 2010). Sie sind eine einzigartige Quelle an antitumoralen,
antimikrobiellen oder cytotoxischen Wirkstoffen (Bibb, 2005).
Antibiotika werden von Streptomyceten in der Übergangsphase vom vegetativen
Wachstum zur Sporulation gebildet und unterliegen damit der Wachstumsrate (Chater
and Hopwood, 1993). Ebenso haben Signalmoleküle wie γ-Butyrolactone (Horinouchi
and Beppu, 1994), physiologischer Stress (Hobbs and Humphries, 1995) oder Nähr-
stofflimitation von Stickstoff, Phosphat oder Glucose einen Einfluss (Chater and Bibb,
1997; Demain, 1998; Demain and Fang, 1995). Durch die Produktion von Antibiotika
verschafft sich der Produzent Selektionsvorteile. Mit Ko-Kultivierung und nacheinander
folgende Kultivierungen auf Agarplatten konnte bewiesen werden, dass Streptomyces
sp. Antibiotika produziert, um das Wachstum von Bacillus subtilis zu inhibieren
(Wiener, 1996). Die Produktion dieser Antibiotika verhindert das Wachsen von Bacillus
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