Απομόνωση και ταυτοποίηση βιοδραστικών δευτερογενών μεταβολιτών από βακτήρια θαλάσσιας προέλευσης
Authors: Χαριζάνη Μαρία 
Published: September 2021

Λόγω της ιδιαιτερότητας του θαλάσσιου περιβάλλοντος, τα φυσικά προϊόντα που απομονώνονται από θαλάσσιους οργανισμούς παρουσιάζουν συχνά διαφοροποιημένες χημικές δομές με ευρύ φάσμα βιολογικών δράσεων μέσω εξειδικευμένων μηχανισμών. Στο εμπόριο κυκλοφορούν ήδη αρκετά φαρμακευτικά σκευάσματα με τη δραστική ουσία να είναι θαλάσσιας προέλευσης, ενώ πολλά βρίσκονται σε στάδιο προκλινικών και κλινικών δοκιμών. Ακόμη, τα θαλάσσια φυσικά προϊόντα βρίσκουν εφαρμογή στην κοσμητολογία, στη διατροφή, στη βιοτεχνολογία και στην επιστήμη υλικών. Τα τελευταία χρόνια, οι θαλάσσιοι μικροοργανισμοί παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς έχουν αποδειχθεί πλούσιες πηγές νέων βιοδραστικών μορίων με πρωτότυπους ανθρακικούς σκελετούς ή σπάνιες δραστικές ομάδες. Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η χημική σύσταση των οργανικών εκχυλισμάτων που παραλήφθηκαν έπειτα από υγρή καλλιέργεια σε μεγάλη κλίμακα τεσσάρων επιλεγμένων βακτηριακών στελεχών, τα οποία έχουν απομονωθεί από θαλάσσια ιζήματα που συλλέχθηκαν στο Αιγαίο (Μήλος) και το Ιόνιο (Κεφαλονιά και Κέρκυρα) Πέλαγος. Τα εκχυλίσματα υποβλήθηκαν σε σειρά χρωματογραφικών διαχωρισμών με σκοπό την απομόνωση των δευτερογενών μεταβολιτών τους, οι οποίοι ταυτοποιήθηκαν με βάση την ανάλυση των φασματοσκοπικών τους δεδομένων (κυρίως NMR και MS). Συνολικά, απομονώθηκαν 78 διαφορετικοί δευτερογενείς μεταβολίτες, εκ των οποίων μέχρι στιγμής έχουν ταυτοποιηθεί οι 75. Εξ αυτών, οι 12 αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα, ενώ οι 6 απομονώθηκαν για πρώτη φορά από φυσική πηγή. Από το στέλεχος Bacillus endophyticus ΒΙ0327 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 25 δευτερογενείς μεταβολίτες: (α) εννέα 2,5-δικετοπιπεραζίνες (2,5-DKPs), (β) τρία παράγωγα ινδολίου, (γ) μία ναφθοκινόνη, (δ) δύο τριτερπένια, (ε) οκτώ απλά αρωματικά παράγωγα και (στ) δύο παράγωγα μεθακρυλικού οξέος, εκ των οποίων δύο αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα, ενώ ένας απομονώθηκε πρώτη φορά από φυσική πηγή. Από το στέλεχος Streptomyces althioticus ΒΙ0850 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 2 δευτερογενείς μεταβολίτες, εκ των οποίων μία 2,5-DKP και μία απλή αζωτούχος ένωση.Από το στέλεχος Streptomyces smyrnaeus ΒΙ0918 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 44 δευτερογενείς μεταβολίτες: (α) εικοσιτέσσερις 2,5-DKPs, εκ των οποίων μία αποτελεί νέο φυσικό προϊόν, (β) επτά παράγωγα βενζοδιαζεπινών, εκ των οποίων τέσσερα αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα και δύο απομονώθηκαν πρώτη φορά από φυσική πηγή, (γ) ένα παράγωγο ινδολίου, (δ) δύο νουκλεοσιδικά παράγωγα, (ε) δύο άλλες αζωτούχες ενώσεις, εκ των οποίων μία απομονώθηκε πρώτη φορά από φυσική πηγή, (στ) μία απλή θειούχος ένωση, (ζ) δύο παράγωγα βενζοϊκού οξέος, (η) ένα απλό παράγωγο γλυκερόλης, (θ) ένα παράγωγο μεθακρυλικού οξέος, το οποίο αποτελεί νέο φυσικό προϊόν και (ι) τρεις πολυαιθερικοί μεταβολίτες μεγάλου μοριακού βάρους. Από το στέλεχος Bacillus subtilis ΒΙ0980 απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν 34 δευτερογενείς μεταβολίτες: (α) δεκαεννέα 2,5-DKPs, εκ των οποίων δύο αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα και μία απομονώθηκε πρώτη φορά από φυσική πηγή, (β) τρία παράγωγα ινδολίου, (γ) ένα νουκλεοσιδικό παράγωγο, (δ) ένα φλαβονοειδές, (ε) πέντε παράγωγα βενζοϊκού οξέος, (στ) τέσσερεις μεταβολίτες διαφορετικών κατηγοριών, εκ των οποίων δύο αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα και ένα απομονώθηκε πρώτη φορά από φυσική πηγή και (ζ) ένα παράγωγο μεθακρυλικού οξέος. Η αξιολόγηση της βιολογικής δράσης των μεταβολιτών που έχουν απομονωθεί σε ικανές ποσότητες βρίσκεται επί του παρόντος σε εξέλιξη.