Chemical and Taxonomic Investigation of Indonesian Soil-dwelling Bacteria

Abstract

Ziel des Projekts war es, taxonomisch neuartige bakterielle Stämme aus dem Biodiversitäts-Brennpunkt Indonesien zu isolieren und hieraus neue chemische Verbindungen zu isolieren. Zu diesem Zweck wurden 25 Stämme gesammelt und auf antimikrobielle Eigenschaften hin untersucht. Daraus resultierend wurden zunächst fünf und im späteren Verlauf dann nur noch ausschließlich die beiden Stämme Streptomyces sp. SW4 und Pseudomonas aeruginosa SW5 priorisiert. Während der Stamm SW5 nur bekannte Naturstoffe produzierte und eine bereits bekannte Spezies darstellte, erwies sich der Stamm SW4 im Rahmen von polyphasischen taxonomischen Untersuchungen als völlig neuartige Spezies. Um die Ergebnisse zu untermauern, wurde das komplette Genom des Stamms sequenziert und mit den nächsten verwandten Typ-Stämmen verglichen. Diese bioinformatischen Experimente konnten die initialen Ergebnisse bestätigen. Berücksichtigt man, dass Biodiversität üblicherweise direkt proportional zur chemischen Diversität und Novität ist, wurde nachfolgend erforscht, in wie weit der Stamm befähigt ist, Sekundärmetaboliten zu biosynthetisieren. Neben den 17 Biosynthesegenclustern, die im Genom sichtbar sind, stach ein Biosynthesegencluster heraus, welches für Pristinamycin-artige Verbindungen kodierte und daher eingehender untersucht wurden. Es konnte gezeigt werden, dass es trotz unterschiedlicher Größe, vollständig funktional war. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Produktion durch das Hormon γ-Butyrolakton reguliert war. Eine Molekulare Netzwerkanalyse förderte zudem zutage, dass der Stamm ein neues Derivat in sehr geringen Mengen produzierte.