Investigación sobre metabolitos de nitrofuranos SAS10 procedentes de hongos endofíticos de manglares
Los manglares viven en entornos hostiles como altas temperaturas, alta salinidad, poco oxígeno, suelos anegados, movimientos de las mareas, fuertes vientos y olas, lo que proporciona hábitats únicos para hongos, bacterias y otros microorganismos. Los hongos derivados de los manglares producen metabolitos secundarios novedosos y muy activos debido a su entorno vital único, y han contribuido de forma importante al descubrimiento de compuestos principales, como varios antiinflamatorios, antibióticos novedosos, antifúngicos y anticancerígenos. Aspergillus fumigatus es un hongo saprofito nutritivo que habita principalmente en el suelo. Es la bacteria patógena más común de la aspergilosis invasiva, y sus esporas y algunos componentes metabólicos se transmiten fácilmente por el aire para causar infecciones de enfermedades pulmonares humanas, como el asma alérgica fúngica, la aspergilosis broncopulmonar reactiva variante y la aspergilosis pulmonar invasiva. El género Aspergillus está distribuido por todo el mundo, con una gran adaptabilidad a la supervivencia, una gran capacidad reproductiva y diversos metabolitos. Según los informes de la literatura, entre 2006 y 2016 se aislaron más de 220 metabolitos secundarios con buena actividad a partir de Aspergillus niger. Los principales metabolitos incluyen compuestos policétidos, derivados de diketopiperazina, alcaloides, aflatoxinas y derivados de quinoleína. Entre ellos, los compuestos diméricos de naftopiranona tienen una actividad antibacteriana moderada contra varias bacterias patógenas, muestran cierta actividad inhibidora contra varias células cancerosas y también tienen actividades mutagénicas, antioxidantes y de inhibición de enzimas relacionadas. Los estudios preliminares de nuestro grupo de investigación han demostrado que el hongo endofítico Aspergillus fumigatus SAS10 de las plantas de manglar de la Reserva Natural de Dongzhaigang, en la provincia de Hainan, es rico en metabolitos durante la fermentación y el cultivo del arroz. Estudios anteriores han obtenido 5 compuestos de piranona y 2 compuestos de éster de esta cepa. Basándose en trabajos anteriores, este artículo sigue profundizando en la composición química y la actividad antibacteriana de los metabolitos de la fermentación del arroz, con el fin de descubrir compuestos principales con estructuras únicas y una actividad antibacteriana significativa.

 

Nuestro grupo de investigación estudió la composición química de los metabolitos secundarios del hongo endofítico Aspergillus fumigatus SAS10 en manglares. Utilizando varias técnicas de separación, purificación e identificación, extrajimos y aislamos siete compuestos diméricos de naftopiranona y un monómero angular de naftopiranona del caldo de fermentación. Todos los compuestos eran metabolitos secundarios del hongo endofítico Aspergillus fumigatus de los manglares del Mar de China Meridional de los que se había informado recientemente, lo que constituía una nueva fuente para la obtención de compuestos diméricos de naftopiranona. Basándonos en la estructura de los compuestos y en investigaciones relacionadas, especulamos que su vía biosintética es la vía del ácido acético-ácido malónico (véase la Figura 2). Siete moléculas de acetil CoA pueden sufrir una serie de reacciones para obtener núcleos parentales de naftopiranona lineales (como los compuestos 8 y 11) y núcleos parentales de naftopiranona angulares (como los compuestos 9 y 10). A continuación, bajo la acción de las enzimas relacionadas con Gip1, se elimina un electrón del grupo hidroxilo del monómero de naftopiranona para formar un radical libre de oxígeno ligado. Tras el reordenamiento de electrones en el sistema conjugado, el carbono del monómero se activa, y los dos monómeros activados por carbono se acoplan por sí mismos o entre sí para formar los dímeros 1-7.

Según los informes de la bibliografía, este tipo de compuestos presenta una buena actividad en los aspectos antibacteriano y antitumoral. Los compuestos 1 y 4 mostraron cierta actividad inhibidora sobre la célula PANC-1 de cáncer de páncreas humano, la célula MDA-MB-231 de cáncer de mama, la célula Caco-2 de cáncer de colon humano y la célula SK-OV-3 de cáncer de ovario. Entre ellos, los compuestos 1 mostraron una fuerte citotoxicidad frente a las células PANC-1, con un valor IC50 de 8,25 ± 2,20 μ M; 2. 6 y 8 tienen buena antibacteriano (Bacillus subtilis, Escherichia coli, y Pseudomonas fluorescens) y antifúngico (Pseudomonas aeruginosa y Candida albicans) actividades, con 2 pares de Bacillus subtilis y Pseudomonas fluorescens tener MICs de 1,9 μ g / ml (controles positivos fueron penicilina: 0.78 μ g/mL), y 6 pares de Pseudomonas fluorescens y Trichophyton rubrum con CMI de 7,8 μ g/mL (los controles positivos fueron penicilina: 0,78 μ g/mL y ketoconazol: 3,9 μ g/mL); 1. 4, 6 y 7 mostraron efectos antibacterianos débiles contra Candida albicans, Escherichia coli y Staphylococcus aureus (el control positivo para el primero fue la anfotericina B, mientras que el control positivo para los dos últimos fue la ampicilina sódica). Nuestra actividad antibacteriana indica que los compuestos 1-8 tienen diversos grados de actividad inhibitoria frente a Staphylococcus aureus, Escherichia coli y dos tipos de Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina. Entre ellos, el compuesto 6 tiene un IC50 de 32,42 μ g/mL contra Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA N315). Además, la actividad inhibidora de la naftopiranona dimérica contra Staphylococcus aureus (S. aureus ATCC 29213) y dos Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina (MRSA N315 y MRSA NCTC 10442) es generalmente más fuerte que la de los monómeros lineales de naftopiranona. La actividad antibacteriana de los compuestos diméricos de naftopiranona con diferentes configuraciones (lineal y angular) también varía en cierta medida. En el futuro, investigaremos en profundidad la relación estructura-actividad antibacteriana de los compuestos diméricos de naftopiranona, sentando las bases para el desarrollo de este nuevo tipo de agente antibacteriano.