Mangrov Ormanlarındaki Endofitik Mantarlardan Elde Edilen Nitrofuran SAS10 Metabolitleri Üzerine Araştırma
Mangrov ormanları yüksek sıcaklık, yüksek tuzluluk, düşük oksijen, suyla tıkanmış toprak, gelgit hareketleri, güçlü rüzgarlar ve dalgalar gibi zorlu ortamlarda yaşar ve mantarlar, bakteriler ve diğer mikroorganizmalar için benzersiz yaşam alanları sağlar. Mangrovlardan elde edilen mantarlar, benzersiz yaşam ortamları nedeniyle yeni ve oldukça aktif ikincil metabolitler üretir ve çeşitli anti-enflamatuar ilaçlar, yeni antibiyotikler, antifungal ilaçlar ve antikanser ilaçlar gibi öncü bileşiklerin keşfine önemli katkılarda bulunmuştur. Aspergillus fumigatus, çoğunlukla toprakta yaşayan saprofitik besleyici bir mantardır. İnvazif aspergillozun en yaygın patojenik bakterisidir ve sporları ve bazı metabolik bileşenleri hava yoluyla kolayca bulaşarak fungal alerjik astım, varyant reaktif bronkopulmoner aspergilloz ve invazif pulmoner aspergilloz gibi insan akciğer hastalığı enfeksiyonlarına neden olur. Aspergillus cinsi, yüksek hayatta kalma adaptasyonu, güçlü üreme yeteneği ve çeşitli metabolitleri ile dünya çapında dağılmıştır. Literatür raporlarına göre, 2006'dan 2016'ya kadar Aspergillus niger'den iyi aktiviteye sahip 220'den fazla ikincil metabolit izole edilmiştir. Ana metabolitler arasında poliketid bileşikleri, diketopiperazin türevleri, alkaloidler, aflatoksinler ve kinolin türevleri bulunmaktadır. Bunlar arasında dimerik naftopiranon bileşikleri çeşitli patojenik bakterilere karşı orta derecede antibakteriyel aktiviteye sahiptir, çeşitli kanser hücrelerine karşı belirli inhibitör aktivite gösterir ve ayrıca mutajenik, antioksidan ve ilgili enzim inhibisyon aktivitelerine sahiptir. Araştırma grubumuzun ön çalışmaları, Hainan Eyaleti, Dongzhaigang Doğa Rezervi'ndeki mangrov bitkilerinden elde edilen endofitik mantar Aspergillus fumigatus SAS10'un pirinç fermantasyonu ve yetiştiriciliği sırasında metabolitler açısından zengin olduğunu göstermiştir. Önceki çalışmalarda bu türden 5 piranon bileşiği ve 2 ester bileşiği elde edilmiştir. Bu makale, önceki çalışmalara dayanarak, benzersiz yapılara ve önemli antibakteriyel aktiviteye sahip öncü bileşikleri keşfetmek amacıyla pirinç fermantasyon metabolitlerinin kimyasal bileşimini ve antibakteriyel aktivitesini araştırmaya devam etmektedir.

 

Araştırma grubumuz, mangrovlardaki endofitik mantar Aspergillus fumigatus SAS10'dan elde edilen ikincil metabolitlerin kimyasal bileşimini incelemiştir. Çeşitli ayırma, saflaştırma ve tanımlama teknikleri kullanarak, fermantasyon suyundan yedi dimerik naftopiranon bileşiği ve bir naftopiranon açısal monomeri çıkardık ve izole ettik. Tüm bileşikler, Güney Çin Denizi'ndeki mangrovlarda bulunan endofitik mantar Aspergillus fumigatus'un yeni rapor edilen ikincil metabolitleri olup, dimerik naftopiranon bileşiklerinin elde edilmesi için yeni bir kaynak sağlamaktadır. Bileşiklerin yapısına ve ilgili araştırmalara dayanarak, biyosentetik yollarının asetik asit malonik asit yolu olduğunu tahmin ediyoruz (bkz. Şekil 2). Yedi asetil CoA molekülü, doğrusal naftopiranon ana çekirdekleri (bileşik 8 ve 11 gibi) ve açısal naftopiranon ana çekirdekleri (bileşik 9 ve 10 gibi) elde etmek için bir dizi reaksiyondan geçebilir. Daha sonra, Gip1 ile ilgili enzimlerin etkisi altında, naftopiranon monomerinin hidroksil grubu üzerindeki bir elektron, bağlı bir oksijen serbest radikali oluşturmak üzere uzaklaştırılır. Konjuge sistemdeki elektron yeniden düzenlenmesinden sonra, monomer üzerindeki karbon aktive edilir ve iki karbon aktive edilmiş monomer kendi başlarına veya dimer 1-7 oluşturmak üzere birbirlerine bağlanır.

Literatür raporlarına göre, bu tür bileşikler antibakteriyel ve anti-tümör yönlerinden iyi aktivite sergilemektedir. Bileşik 1 ve 4, insan pankreas kanseri hücresi PANC-1, meme kanseri hücresi MDA-MB-231, insan kolon kanseri hücresi Caco-2 ve yumurtalık kanseri hücresi SK-OV-3 üzerinde belirli inhibitör aktivite göstermiştir. Bunlar arasında, bileşik 1, 8.25 ± 2.20 μ M IC50 değeri ile PANC-1 hücrelerine güçlü sitotoksisite göstermiştir; 2. 6 ve 8 iyi antibakteriyel (Bacillus subtilis, Escherichia coli ve Pseudomonas fluorescens) ve antifungal (Pseudomonas aeruginosa ve Candida albicans) aktivitelere sahiptir, 2 çift Bacillus subtilis ve Pseudomonas fluorescens 1,9 μg/mL MİK değerine sahiptir (pozitif kontroller penisilin: 0.78 μ g/mL) ve 6 Pseudomonas fluorescens ve Trichophyton rubrum çifti 7,8 μ g/mL MİK değerine sahiptir (pozitif kontroller penisilin: 0,78 μ g/mL ve ketokonazol: 3,9 μ g/mL); 1. 4, 6 ve 7 Candida albicans, Escherichia coli ve Staphylococcus aureus'a karşı zayıf antibakteriyel etkiler göstermiştir (birincisi için pozitif kontrol amfoterisin B iken, son ikisi için pozitif kontrol ampisilin sodyumdur). Antibakteriyel aktivitemiz, 1-8 bileşiklerinin Staphylococcus aureus, Escherichia coli ve iki tür metisiline dirençli Staphylococcus aureus'a karşı değişen derecelerde inhibitör aktiviteye sahip olduğunu göstermektedir. Bunlar arasında bileşik 6, metisiline dirençli Staphylococcus aureus'a (MRSA N315) karşı 32,42 μ g/mL IC50 değerine sahiptir. Ayrıca, dimerik naftopiranonun Staphylococcus aureus (S. aureus ATCC 29213) ve iki metisiline dirençli Staphylococcus aureus'a (MRSA N315 ve MRSA NCTC 10442) karşı inhibitör aktivitesi genellikle lineer naftopiranon monomerlerinden daha güçlüdür. Farklı konfigürasyonlara (doğrusal ve açısal) sahip dimerik naftopiranon bileşiklerinin antibakteriyel aktivitesi de bir dereceye kadar değişmektedir. Gelecekte, dimerik naftopiranon bileşiklerinin antibakteriyel yapı-aktivite ilişkisi üzerine derinlemesine araştırmalar yaparak bu yeni antibakteriyel ajan türünün geliştirilmesi için temel oluşturacağız.