Chaetospiron (68) und Bis(prehelminthosporol) (81) weisen jeweils eine antibakterielle
ts interessant sein. Bei der Spiroverbindung 86
s ür die
Insektizid-Tests (vgl. Kapitel 13.1, Seite 123), ebenso bei 68 aufgrund seines Tropolon-Gerüsts.
aus Pilzen isolierte Sekundärmetaboliten. Angegeben Wirkung gegen B. subtilis auf. Für Beauveriaspirolid (86) und Phomopsofuran A (90) konnte bisher keine antimikrobielle Wirkung festgestellt werden, allerdings stehen hier ebenso wie bei 68 und 81 die Ergebnisse der Pflanzenschutz-Tests noch aus. Bei dem dimeren Sesquiterpen 81 dürften aufgrund der bekannten Wirkungen der Sesquiterpene 78 - 80 insbesondere die Ergebnisse des Herbizid-Tes
gilt die aufgrund der strukturellen Ähnlichkeit zu Insekten-Pheromonen f
Tabelle 19: Antibiotische Wirkung der
ist der Hemmhof-Durchmesser beim Plattendiffusionstest in [mm], Penicillin G diente als Vergleich.
Escherichia Bacillus Staphylo- Candida coli subtilis coccus aureus albicans
Penicillin G 16 35 25 0
Substanzen aus Chaetomium sp. BS 6556
19-O-Acetyl-chaetoglobosin A (65) 10 30 10 0
Chaetoglobosin A (66) 12 35 11 0
Chaetoglobosin C (67) 0 10 0 0
Chaetospiron (68) 0 14 0 0
Substanzen aus Drechslera sp. BS 6618
Helminthosporal (78) 0 10 0 0 Helminthosporol (79) 0 9 0 0 cis-Sativendiol (80) 0 8 0 0
Bis(prehelminthosporol) (81) 0 9 0 0
50 μg Substanz auf Filterpapier-Plättchen, Ø 6 mm
Keine Wirkung gegen die Testkeime zeigten Ergosterol (58), Cerebrosid C (59), Ascosali-60), Beauveriaspirolid (86), Phomopsolid B (89) und Phomopsofuran A (90).
pyron (
Tabelle 20: Ergebnisse der aus Pilzen isolierten Sekundärstoffe in den Pflanzenschutz-Tests.
Mikrotest gegen phytopathogene Pilze Insektizid-Mikrotest Häufig isolierte Metaboliten
Ergosterol (58) nicht aktiv
Cerebrosid C (59) schwache Wirkung gegen P. infestans (Hemmung bei 125 ppm) Substanz aus Diplodia sp. BS 5945
Ascosalipyron (60) schwache Wirkung gegen P. oryzae und S. tritici (Hemmung bei 125 ppm) Substanzen aus Drechslera sp. BS 6618
Helminthosporol (79) nicht aktiv
Substanz aus Beauveria sp. BS 6750
Beauveriaspirolid (86) nich ubstanzen aus Phomopsis sp. BS 6 9
t aktiv
S 76
Phomopsolid B (89) nicht a nicht ak
nicht aktiv
ktiv tiv
p-Menthan-1,2,4-triol (91)
Nicht angegebene Testergebnisse sowie die von 19-O-Acetylchaetoglobosin A (65), Chaetoglo n C (67), Chaetospiron (68), Helminthosporal ( ),
cis-helminthosporol) (81) und Phomopsofuran A (90) stehen noc us.
Chaetoglobosin A (66), bosi 78
Sativendiol (80), Bis(pre h a
16 Diskussion der im Screening mit endophytischen Pilzen erzielten Ergebnisse
iger Sekundärstoffe
der vorliegenden Arbeit unterstreichen, dass endophytische Pilzstämme eine
e für neu der neun bearbeiteten
Pilzstämme produzieren bisher unbekannte Verbindungen. Berücksichtigt man lediglich die mme, so erhöht sich die Quote der Stämme mit neuen
100%. Un it Chaetospiron (68) und
Beauveriaspirolid (86) zwei S stoff-Grundgerüsten.
aus Algen und solchen aus terrestrischen Pflanzen t-signifikanten Anzahl an earbeiteten Stämmen in dieser Arbeit nicht utet werden, dass die als typisch für marine Habitate und Corollospora, von denen insgesamt fünf Stämme kundärstoffbildung verfügen. Dies lässt jedoch tungen zu, noch ist die Möglichkeit auszuschließen, ultivierungsbedingung cht gefunden wurden
leichenden Dat
Endophyten und nicht-endophytisch lebenden Pilzen interessant. Leider ist hierzu in der
r pezifischen Gattung ist, in dem neue Sekundärmetaboliten gefunden werden können. Dies
erdeutlicht, dass die Fixierung der Arbeiten auf neue Strukturen wichtige Informationen unterdrückt, die unter heutiger Fragestellung dringend gebraucht würden.
Variation der Kultivierungsbedingungen
Die Ergebnisse des Screenings zeigen, dass die Produktion von Sekundärstoffen bei Pilzen in erheblichem Maße von der Art der Kultivierung beeinflusst wird. Die größten Unterschiede zeigten die Extrakte aus Schüttel- und Ruhekulturen. Ob diese Ruhekulturen auf Festagar, auf DiGe-Feststoffmedium oder in P-Kolben in Flüssigmedium durchgeführt wurden, hatte ebenfalls deutliche Auswirkungen. Das Nährmedium schließlich bewirkte eine weitere Variation der Sekundärstoff-Biosynthese. Die Resultate des Screenings zeigen jedoch, dass Endophyten als Quelle neuart
Die Ergebnisse
reichhaltige Quell e Sekundärmetaboliten sind. Vier im Screening aufgefallenen Pilzstä
Sekundärstoffen auf ter den Metaboliten befinden sich m piroverbindungen mit neuartigen Kohlen Ein Unterschied zwischen Endophyten
kann aufgrund der nich b
festgestellt werden. Es kann jedoch verm geltenden Gattungen Dendryphiella
untersucht wurden, über keine signifikante Se weder Rückschlüsse auf andere Pilzgat
dass die geeigneten K en bisher ni .
Neben dieser Biotop-verg enanalyse wäre auch ein Vergleich zwischen Literatur keine solide Datengrundlage erhältlich, da die Ergebnisse „unproduktiver“ Stämme und die Reisolierung bekannter Substanzen selten veröffentlicht werden. Somit ist keine abgesicherte Aussage darüber möglich, wie hoch der Anteil an Pilzstämmen eine s
v
positive Befunde eines Stamms zumeist in mehreren Nährmedien erhalten werden. Es wäre
verringe er vier Nährmedien erfolgen, wobei auf
unterschiedliche Kohlenstoffquellen wie Glucose, Malz, Glycerin und Stärke geachtet werden
it Nährmedien interessant, die dem jeweiligen biologischen Habitat angepasst sind. So haben
hr deutlich ein
r Substanzen effektiver zu vermeiden, wäre die daher aus Gründen der Effizienz zu überlegen, die Anzahl der verwendeten Nährlösungen zu
rn. Es könnte eine Beschränkung auf drei od sollte.
Die Zugabe von Natriumchlorid oder –bromid zur Nährlösung führte zur Beeinflussung des Wachstums und des Metaboliten-Musters einiger Stämme. Dieser Effekt war jedoch nicht so ausgeprägt, dass eine routinemäßige Variation der Salzkonzentration empfohlen werden kann.
Lohnenswert ist sie sicherlich bei bereits als interessant eingestuften Stämmen.
Für eine Erhöhung der taxonomischen Vielfalt wäre eine Isolierung der Pilzstämme m beispielsweise Algen einen hohen Anteil an Zuckeralkoholen, diese werden in den üblichen Nährmedien jedoch nicht verwendet. Diese Komponenten könnten auch bei der Variation der Kultivierungsbedingungen berücksichtigt werden.
Chemisches und biologisches Screening
Eine sorgfältige Stammauswahl durch ein vorgeschaltetes chemisches oder biologisches Screening ist für das Auffinden neuer Naturstoffe unerlässlich. Dies zeigt se
Vergleich der Ergebnisse aus den fünf nicht im Screening aufgefallenen Pilzstämmen mit denen der vier Stämme, die nach chemischen und biologischen Gesichtspunkten ausgewählt worden waren. Während aus Ersteren nur zwei bekannte Sekundärstoffe erhalten wurden, waren Letztere eine ergiebige Quelle auch neuartiger Strukturen.
Auffällig ist eine häufige, jedoch nicht ausnahmslose Übereinstimmung der Ergebnisse des chemischen und biologischen Screenings. Da die biologischen Tests auf Aktivität gegen phytopathogene Pilze und Insekten beschränkt waren, war die Anzahl der chemisch interessanten Extrakte höher als die der biologisch wirksamen.
Um eine Reisolierung bereits bekannte
Verwendung einer HPLC-gestützten Datenbank sinnvoll. Da eine solche kommerziell nicht erhältlich ist, müsste sie zunächst aufgebaut werden. Hierfür wäre eine Kooperation verschie-dener Arbeitsgruppen erstrebenswert, um eine möglichst große Anzahl an Reinsubstanzen zur Verfügung zu haben. Die effektivste Methode wäre sicherlich eine HPLC-MS Kopplung, häufig würde jedoch auch eine HPLC-UV Kopplung mit Dioden-Array-Detektor ausreichen.
Effizient wäre weiterhin die direkte Verbindung mit einer alle bekannten Pilzmetaboliten
enthaltenden Datenbank. Die kommerziell erhältlichen Naturstoff-Datenbanken AntiBase[41]
und Dictionary of Natural Products[55] enthalten diese zwar, jedoch ist bei einer Suche die Unterscheidung zwischen bakteriellen, pilzlichen und pflanzlichen Metaboliten nicht ohne Weiteres möglich. Ebenso fehlt die direkte Einbindung experimenteller spektroskopischer Daten. Letztere bietet das Handbook of Fungal Metabolites[179], das jedoch nicht in
elektroni-n
ist ein Zeitraum von etwa einem Jahr r Stämme im größeren Maßstab erfolgen kann und die Arbeiten zur Isolierung und Strukturaufklärung sinnvoll beginnen können.
können jedoch im Rahmen des eigentlichen Projekts nicht mehr vollständig bearbeitet werden.
utz-Mikrotests wäre für einen Vergleich der biologischen Aktivität isolierter Substanzen mit der des jeweiligen Extrakts scher Form erhältlich ist und nur einen Teil der bekannten Sekundärmetaboliten enthält.
Projektplanung und –koordination
Die Konzeption des Projekts sah einen gleichzeitigen Arbeitsbeginn aller Projektpartner vor.
Im offensichtlichen Widerspruch hierzu steht die Tatsache, dass die Arbeiten der Gruppe aufeinander aufbauen. Die am Anfang stehende Isolierung der endophytischen Pilze und ihre taxonomische Charakterisierung ermöglichen erst die hierauf folgende Kultivierung der Stämme und deren chemisches und biologisches Screening. Wie bereits erwähnt sind die Ergebnisse dieser Tests eine essentielle Voraussetzung für eine Erfolg versprechende Stamm-auswahl. Nach den Erfahrungen dieses Projekts
einzuplanen, bis eine Kultivierung ausgewählte
Als sehr hilfreich erwies sich die von der BASF durchgeführte Auftrennung von Rohextrakten durch HPLC mit biologischer Testung der Fraktionen, wofür jedoch weitere Zeit notwendig war. Dies führte zu der Situation, dass erst ab der zweiten Hälfte, insbesondere jedoch gegen Ende des Projektzeitraums eine große Anzahl interessanter Stämme zur Verfügung stand, teils mit zusätzlichen Informationen durch HPLC-Trennungen. Diese
Sinnvoll wären ein zeitlich um ein Jahr versetzter Projektbeginn der einzelnen Arbeitsgruppen sowie eine insgesamt um mindestens ein Jahr längere Projektlaufzeit gewesen. Eine schnellere Verfügbarkeit der Ergebnisse aus den Pflanzensch
erstrebenswert.
Eine zentrale Sammlung der Ergebnisse aller Projektpartner dieses Forschungsverbunds würde vergleichende Datenanalysen mit einer maximalen Zahl an Informationen ermöglichen.
Wie oben erwähnt, könnte der Aufbau einer entsprechenden Datenbank einen großen Beitrag auch für zukünftige Projekte leisten.