Απομόνωση και ταυτοποίηση βιοδραστικών μεταβολιτών από μικροοργανισμούς θαλάσσιας προέλευσης
Authors: Κατσινή Ελένη 
Published: November 2023

Τα τελευταία χρόνια, έχει σημειωθεί αυξημένο ενδιαφέρον προς την χημεία θαλάσσιων οργανισμών, καθώς ο επιστημονικός κόσμος έχει αναγνωρίσει την χημειοποικιλότητα των θαλάσσιων οργανισμών. Το ενδιαφέρον αυτό οφείλεται, εν μέρει, στην συνεχώς αυξανόμενη ανάγκη για την ανακάλυψη νέων και πολυδυναμικών βιοδραστικών ενώσεων, που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε εφαρμογές της φαρμακευτικής βιομηχανίας. Ως εκ τούτου, μια πληθώρα θαλάσσιων ειδών έχει μελετηθεί με σκοπό την αξιολόγηση της βιολογικής δραστικότητάς των μεταβολιτών τους με αποτέλεσμα ένας μεγάλος αριθμός από βιοδραστικά μόρια, που ξεχωρίζουν για την εξειδικευμένη δράση και τις μοναδικές δομικές τους ιδιαιτερότητες να έχει απομονωθεί. Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής, στόχος της οποίας ήταν η απομόνωση και ταυτοποίηση νέων φυσικών προϊόντων με βιολογική δράση, μελετήθηκε η χημική σύσταση των οργανικών εκχυλισμάτων δύο μυκητιακών και τεσσάρων βακτηριακών στελεχών θαλάσσιας προέλευσης. Συγκεκριμένα, προς μελέτη επιλέχθηκαν τα μυκητιακά στελέχη FI0013 και FI0107, τα οποία απομονώθηκαν από δείγματα του ροδοφύκους Laurencia sp. και του σπόγγου Ircinia variabilis, αντίστοιχα, και τα βακτηριακά στελέχη BI0344, BI0618, BI0944 και BI1033, τα οποία απομονώθηκαν από θαλάσσια ιζήματα που συλλέχθηκαν στο Αιγαίο Πέλαγος. Βασικό κριτήριο επιλογής των συγκεκριμένων στελεχών ήταν το ενδιαφέρον χημικό προφίλ που παρουσίασαν τα οργανικά τους εκχυλίσματα κατά τον προκαταρκτικό έλεγχο με φασματοσκοπία 1H NMR και με υγρή χρωματογραφία (HPLC-PDA και LC-MS).Aπό τα οργανικά εκχυλίσματα που παραλήφθηκαν έπειτα από υγρή καλλιέργεια των επιλεγμένων μυκητιακών και βακτηριακών στελεχών σε μεγάλη κλίμακα απομονώθηκαν κατόπιν σειράς χρωματογραφικών διαχωρισμών 59 διαφορετικοί δευτερογενείς μεταβολίτες και ταυτοποιήθηκε η χημική τους δομή μέσω φασματοσκοπικών μεθόδων NMR και MS. Εξ αυτών, δύο ήταν νέα φυσικά προϊόντα, πέντε απομονώθηκαν για πρώτη φορά από φυσική πηγή και ένα απομονώθηκε για πρώτη φορά από φυσική πηγή θαλάσσιας προέλευσης. Συγκεκριμένα, από το μυκητιακό στέλεχος Penicillium sp. FI0013 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 12 δευτερογενείς μεταβολίτες: οκτώ 2,5-δικετοπιπεραζίνες, δύο απλά αρωματικά μόρια και δύο γραμμικές πολυόλες. Από το μυκητιακό στέλεχος Aspergillus sp. FI0107 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 21 δευτερογενείς μεταβολίτες: δώδεκα 2,5-δικετοπιπεραζίνες, τέσσερις ψευροτίνες, εκ των οποίων μία είναι νέο φυσικό προϊόν και μία απομονώθηκε για πρώτη φορά από φυσική πηγή, και πέντε σεσκιτερπένια, εκ των οποίων δύο απομονώθηκαν για πρώτη φορά από φυσική πηγή. Από το βακτηριακό στέλεχος Bacillus sp. BI0344 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 15 δευτερογενείς μεταβολίτες: οκτώ 2,5-δικετοπιπεραζίνες, τρεις αζωτούχες ενώσεις, εκ των οποίων μία απομονώθηκε πρώτη φορά από φυσική πηγή, ένα παράγωγο ινδολίου, και τέσσερα απλά αρωματικά μόρια. Από το βακτηριακό στέλεχος Nocardiopsis aegyptia BI0618 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 16 δευτερογενείς μεταβολίτες: έντεκα 2,5-δικετοπιπεραζίνες, ένα μικρό πολυκετίδιο, ένα παράγωγο τετραλόνης και τρία παράγωγα δ-λακτόνης, εκ των οποίων ένα είναι νέο φυσικό προϊόν και ένα απομονώθηκε για πρώτη φορά από φυσική πηγή. Από το βακτηριακό στέλεχος Pseudomonas sp. BI0944 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν δύο δευτερογενείς μεταβολίτες: ένα πολυκετίδιο και ένα παράγωγο κιναζολίνης. Από το βακτηριακό στέλεχος Streptomyces sp. BI1033 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 15 δευτερογενείς μεταβολίτες: έξι 2,5-δικετοπιπεραζίνες, ένα παράγωγο ινδολίου, το οποίο απομονώθηκε για πρώτη φορά από θαλάσσια φυσική πηγή, δύο νουκλεοσιδικά παράγωγα, τρία παράγωγα γ-λακτόνης, μία αζωτούχος ένωση, ένα απλό αρωματικό μόριο και ένα παράγωγο μεθακρυλικού οξέος.