Isolierung neuer Antibiotika-Produzenten aus indonesischen Bodenproben und Aktivierung stiller Antibiotika-Gencluster

Abstract

Im Zuge dieser Arbeit wurden indonesische Aktinomyceten-Stämme auf ihr Potential zur Antibiotikaproduktion hin untersucht. Die Stämme wurden durch Bioaktivitätstest sowie durch phylogenetische Analyse priorisiert und das Gesamtgenom sequenziert. Eine Analyse mit dem Webtool AntiSMASH ergab, dass es sich bei Kitasatospora sp. Tü4103 um einen möglichen Phosphonat-Produzenten handelt. Diese Hypothese wurde durch Bioaktivitätstests gegen den Phosphonat-sensitiven E. coli-Stamm bestätigt, welcher sensitiv gegenüber Tü4103 ist. Transkriptionsanalysen zeigten, dass das Gen pepM, das für das essenzielle Protein der Phosphonat-Biosynthese, die Phosphoenolpyruvat-Mutase, kodiert, in Kulturen von Tü4103 transkribiert wird. Wirkort-spezifische Assays deuten darauf hin, dass ein Naturstoff von Tü4013 in den DNA-Metabolismus eingreift oder DNA-Schäden verursacht. Um das Potential der isolierten Aktinomyceten als Antibiotika-Produzenten voll auszuschöpfen, wurde der SARP-Aktivator PapR2 zur gezielten Aktivierung stiller Aktinomyceten-Gencluster eingesetzt. Als Modell wurde die Expression von Undecylprodigiosin in S. lividans ausgewählt. Die vermehrte Produktion von Undecylprodigiosin in einem PapR2-Überexpressionsstamm von S. lividans wurde spektroskopisch nachgewiesen. Transkriptionsanalysen bestätigten die vermehrte Transkription der Undecylprodigiosin-Biosynthesegene redP und redQ im PapR2-Überexpressionsstamm. Für den neuen Aktinomycetenstamm Streptomyces sp. SHP22-7 konnte gezeigt werden, dass die Einbringung von papR2 die Expression des Plicacetin-Clusters stimuliert.