Antibakterielle Verbindungen in dem Darmpilz Alternaria tenuissima SCSIO41701 von Tilapia
Die durch Streptococcus agalatae und Streptococcus iniae verursachte Tilapia-Streptokokken-Krankheit hat der Tilapia-Zuchtindustrie schwere wirtschaftliche Verluste beschert. Gegenwärtig werden in der Tilapia-Zucht hauptsächlich Antibiotika und andere chemische Medikamente zur Vorbeugung und Behandlung der Streptokokken-Krankheit eingesetzt, aber ein längerer Einsatz von Breitband-Antibiotika kann zu arzneimittelresistenten Stämmen führen.
Alternaria-Pilze sind in der Natur weit verbreitet, mit über 300 identifizierten Arten von saprophytischen, endophytischen und pathogenen Pilzen. In Pilzen der Gattung Alternaria wurden viele strukturell neuartige Wirkstoffe entdeckt, darunter vor allem Pyranone, Terpene, Sterole, aromatische Polyketone, Anthrachinone, Alkaloide, Peptide usw. Einige Verbindungen haben biologische Aktivitäten wie Enzymhemmung, Zytotoxizität, Antimykotika, Antioxidantien und Förderung des Wurzelwachstums bei ein- und zweikeimblättrigen Pflanzen. Unter ihnen haben Alternaria-Toxine wie Alternariol, Alternariol-Methylether und Tentoxin eine erhebliche Toxizität. Alternaria tenuissima ist ein in der Umwelt weit verbreiteter Pilz, der mit A. tenuissima verwandt ist, und über dessen sekundäre Metaboliten relativ wenig bekannt ist. In unserer Studie gewannen Pan et al. A. aus Tiefseesedimenten. Neuartige spirozyklische hydrierte Anthrachinone und stickstoffhaltige Anthrachinonverbindungen wurden aus tenuissima DEFSCOS013 isoliert.
Auf der Suche nach neuen Antibiotika haben wir Streptococcus agalactiae und Streptococcus iniae als Indikatorbakterien verwendet, um eine Reihe von Pilzen, die aus dem Darmtrakt von Tilapia isoliert und identifiziert wurden, auf ihre antibakterielle Aktivität zu untersuchen. Unter ihnen wurde ein Stamm von A. tenuissima SCSIO41701 untersucht, der eine signifikante Hemmwirkung auf das Wachstum von Streptococcus agalactiae und Streptococcus iniae hat. In dieser Studie wurde die Methode der Aktivitätsverfolgung angewandt, um die aktiven Verbindungen in den Fermentationsprodukten von A. tenuissima SCSIO41701 Reismedium zu untersuchen, die das Wachstum von Streptococcus agalactiae und Streptococcus iniae in Tilapia hemmen.

In dieser Studie haben wir durch die Verfolgung der antibakteriellen Aktivität festgestellt, dass die wichtigste aktive Verbindung in dem Pilz A. tenuissima SCSIO41701, die das Wachstum von Streptococcus agalactiae und Streptococcus iniae in Tilapia hemmt, einen hohen Gehalt an Aternariol (1) aufweist. Durch HPLC-Analyse und Dünnschichtplattenanalyse haben wir festgestellt, dass die Komponenten Fr.6~Fr.10 eine große Menge an Verbindungen 1 und 2 enthalten, wobei Verbindung 1 der Hauptpeak ist. Es wird vermutet, dass die Komponenten Fr.6~Fr.10 mit besserer antibakterieller Aktivität hauptsächlich durch die Verbindung 1 antibakterielle Wirkungen ausüben. Der Grund für die Querverteilung der Verbindungen 1 und 2 in diesen Komponenten ist auf den hohen Gehalt an Verbindungen 1 und 2 zurückzuführen, die in dem Dichlormethan-Methanol-Lösungsmittelsystem, das zum Waschen verwendet wird, wenn der Rohextrakt durch eine Normalphasen-Kieselgelsäule getrennt wird, schwer löslich sind. Die Verbindungen 1-6 gehören alle zur Klasse der Benzopyranolid-Verbindungen. Vergleicht man ihre Strukturen und ihre Anti-Streptokokken-Aktivität gegen Tilapia, so wird vermutet, dass das Vorhandensein eines konjugierten Systems zwischen der Hydroxylgruppe am C-5-Benzolring und C7~C10a eine wichtige Rolle bei ihrer antibakteriellen Aktivität spielt.
Die Verbindungen 1 und 2 sind gängige Streptomycin-Toxine, die in Lebensmitteln wie Getreide, Obst, Raps, Sonnenblumenkernen, Oliven usw. nachgewiesen werden können. Die Verbindungen 1 und 2 haben beide eine zytotoxische Wirkung und können genetische Mutationen hervorrufen, die zu genotoxischen Brüchen von DNA-Strängen in vitro führen und die Topoisomerasen I und II α hemmen. Darüber hinaus kann Verbindung 2 mitochondriale Mutationen in menschlichen Dickdarmkrebszellen hervorrufen. Darüber hinaus hat Verbindung 1 eine gute Aktivität bei der Hemmung von Staphylococcus aureus, Streptococcus lactiae, Escherichia coli und Pseudomonas aeruginosa, mit MHK-Werten von 8,82 μ g/mL. Es hemmt auch stark die Aktivität von pflanzenpathogenen Pilzen wie Apfelfäule, Wassermelonenwelke, Tomatengrauschimmel und Paprika-Phytophthora, mit MHK-Werten von 15,63, 7,82, 1,96 und 3.91 μ g/ml; Verbindung 2 hat auch antibakterielle Wirkungen auf Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Ralstonia lactis, Pseudomonas aeruginosa und Pseudomonas aeruginosa, mit MIC50-Werten von 28,83, 34,29, 27,08, 29,21 bzw. 30,06 μ g/ml. In dieser Studie haben wir zum ersten Mal festgestellt, dass Verbindung 1 eine starke Aktivität bei der Abtötung von pathogenen Tilapia-Bakterien Streptococcus agalactiae und Streptococcus dolphin aufweist und eine hohe Ausbeute im Stamm A. tenuissima SCSIO41701 hat. In Anbetracht der starken Toxizität dieser Verbindung als Pilztoxin sind jedoch weitere Forschungen erforderlich, um festzustellen, ob sie zur Vorbeugung und Behandlung von Streptokokken-Erkrankungen bei Tilapia entwickelt werden kann.