Isolation and structure elucidation of secondary metabolites from the gliding bacteria Ohtaekwangia kribbensis and Hyalangium minutum

Abstract

Investigation of secondary metabolites from gliding bacteria continues to provide new biologically active compounds. In the present thesis, three classes of compounds were isolated and their structures elucidated by analysis of NMR and HRESIMS data and by X-ray crystallography of crystalline compounds. Marinoquinoline A, a pyrroloquinoline, was isolated from the Bacteroidetes Ohtaekwangia kribbensis together with five analogues, marinoquinolines B - F. In a second project, eight new compounds, hyaladione, an S-methyl cylohexadiene dione, and seven polyketides, the hyafurones A1 - D, together with the hyapyrones A and B were isolated from two strains of the myxobacterium Hyalangium minutum. All compounds were evaluated for their biological activity against pathogenic bacteria and fungi, for cytotoxicity and anti-parasitic activity. Hyaladione displayed the highest activities with the inhibition of the methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) with a MIC of 0.83 ug/mL, cytotoxicity against the breast cancer cell line MCF-7 with an IC50 of 1.23 uM, and activity against the malaria parasite P. falciparum with an IC50 of 0.92 uM. Marinoquinolines B and F were also active against P. falciparum with IC50 values of 1.8 and 1.7 uM, respectively.

Die Untersuchung von Sekundarmetaboliten gleitender Bakterien liefert weiterhin neue biologisch aktiver Verbindungen. Im Rahmen meiner Doktorarbeit wurden drei Substanzgruppen isoliert und mittels analytischer Methoden wie NMR-Spektroskopie, Massenspektrometrie und Rontgenkristallographie in ihrer Struktur aufgeklart. Marinoquinolin A, ein Pyrroloquinolin, und funf Derivate, die Marinoquinoline B - F, wurden aus dem Bacteroidetes Ohtaekwangia kribbensis isoliert. In einem zweiten Projekt wurden aus zwei Stammen des Myxobakteriums Hyalangium minutum acht neue Verbindungen isoliert. Hyaladion, ein S-Methyl-cyclohexadien-dion und sieben Polyketide, die Hyafurone A1-D zusammen mit den Hyapyronen A und B. Alle Substanzen wurden auf ihre biologische Aktivitat gegen pathogene Bakterien und Pilze, sowie auf Zytotoxizitat und anti-parasitische Wirkung getestet. Hyaladion zeigte die besten Aktivitaten mit der Inhibierung des Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus mit einer MIC von 0.83 ug/mL und einer Zytotoxizitat gegen die Brustkrebs-Zelllinie MCF-7 mit einer IC50 von 1.23 uM, sowie Aktivitat gegen den Malariaparasiten P. falciparum mit einer IC50 von 0.92 uM. Auch die Marinoquinoline B und F waren aktiv gegen P. falciparum mit IC50-Werten von 1.8 bzw. 1.7 uM.