Taxonomy and secondary metabolites of selected actinomycete strains and monascus kaoliang KB 20 M 10.2

• Main Author: Suchada Jongrungruangchok (Author)
• Other Authors: Somboon Tansupawat (Contributor), Rapepol Bavovada (Contributor), Chulalongkorn University. Faculty of Pharmaceutical Sciences (Contributor)
• Format: Book
• Published: Chulalongkorn University, 2014-02-17T08:04:21Z.
• Subjects: Thesis
• Online Access: Connect to this object online.
• Other title: อนุกรมวิธานและเมแทบอไลท์ทุติยภูมิของแอคติโนมัยซีทสายพันธุ์ที่คัดเลือกและโมแนสคัส เกาเหลียง เคบี 20 เอ็ม 10.2
• Notes: 9745312312

Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2004

ในการศึกษาเพื่อคัดเลือกเชื้อแอคติโนมัยซีทส์ที่สามารถผลิตสารทุติยภูมิและการศึกษาอนุกรมวิธานของเชื้อ พบว่า เชื้อ 12 ไอโซเลตมีฤทธิ์ต้านจุลชีพ และสามารถพิสูจน์เอกลักษณ์ของเชื้อ PNK1-3, PNK1-5, TT2-9 และ KN-6 เป็นแบคทีเรียในสกุล สเตรปโตมัยซิส FLM-2 เป็น คีตาสโตสปอรา MA-1, MA-2, JSM1-1, JSM1-3, MC5-1, MC7-1 และ R1-1 เป็นไมโครโมโนสปอราโดยใช้ผลการศึกษาลักษณะทางฟิโนไทป์และลักษณะทางอนุกรมวิธานเคมีรวมทั้งการวิเคราะห์ลำดับเบสในช่วง 16S rDNA พบว่าเชื้อเหล่านี้มี phospholipids ชนิด phosphatidylethanolamine เป็นองค์ประกอบหลัก รวมทั้งมีกรดไขมันส่วนใหญ่แบบ iso-C16:0, iso-C15:0 , iso-C17:0 , anteiso-C16:0, anteiso-C15:0 , และ anteiso-C17:0 , และมี menaquinones ชนิด MK-9(H4), MK-9(H6) หรือ MK-10(H4) นอกจากนี้พบว่ามีปริมาณ G+G ของสาย DNA อยู่ในช่วง 71-73 mol% สเตรปโตมัยซิส คีตาสโตสปอรา และ ไมโครโมโนสปอรา มีกรด LL, LL และ meso-diaminopimelic และ meso-diaminopimelic ในผนังเซลล์ตามลำดับ ไมโครโมโนปอรามีน้ำตาล xylose และ arabinose เป็นส่วนประกอบของผนังเซลล์ จากผลความคล้ายคลึงของลำดับเบสในช่วง 16S rDNA (99.9%) สามารถพิสูจน์ว่า PNK1-3 เป็น S. hygroscopicus ขณะที่ FLM-2 มีความคล้ายคลึงของลำดับเบสในช่วง 16S rDNA (97.5-99.3%) รวมทั้งมีลักษระทางฟีโนไทป์แตกต่างไปจาเชื้อไมโครโมโนสปอราที่เคยมีรายงานไว้ จึงสามารถจัดเป็นเชื้อชนิดใหม่ และได้เสนอชื่อสำหรับเชื้อกลุ่มที่ 1 (2 สายพันธุ์) เป็น Micromonospora krabiensis กลุ่มที่ 2 (2 สายพันธุ์) เป็น Micromonospora marinus และกลุ่มที่ 3 (3 สายพันธุ์) เป็น Micromonospora chaiyaphumensis ตามลำดับ จากการศึกษาสารทุติยภูมิของเชื้อที่คัดเลือกสายพันธุ์ PNK1-3 พบว่าสามารถแยกสิ่งสกัดด้วยเอธิลอะซิเตทจากน้ำหมักเชื้อซึ่งแสดงฤทธิ์ต้านเชื้อจุลินทรีย์อย่างมีนัยสำคัญ ได้สารในกลุ่ม ansamycin 1 ชนิด คือ geldanamycin แสดงฤทธิ์ทางชีวภาพได้แก่ ฤทธิ์ต้านเชื้อรา (Candida albicans ATCC 10231) เชื้อมาลาเรีย (Plasmodium falciparum) เชื้อวัณโรค (Mycobacterium tuberculosis) ฤทธิ์ความเป็นพิษต่อ human epidermoid และ breast cancer cell lines จากการศึกษาสารทุติยภูมิของเชื้อกลายพันธุ์ Monascus kaoliang KB20M10.2 ที่เจริญบนข้าว พบว่าสามารถแยกสิ่งสกัดด้วยไดคลอโรมีเธนได้สารสีใหม่กลุ่ม azaphilones 2 ชนิด คือ monascusone A (6,7-dihydroxy-3(2-hydroxypropyl)-7-methyl-1,5,6,7-tetrahydroisochromen-8-one) และ monascusone B และสาร azaphilones ที่เคยมีรายงาน 2 ชนิด monascin A และ FK17-P2b2 การพิสูจน์โครงสร้างทางเคมีของสารเหล่านี้ใช้วิธีการวิเคราะห์ข้อมูล UV, IR, MS และ NMR spectroscopy สาร monascusone A นี้ ไม่แสดงฤทธิ์ต้านเชื้อจุลินทรีย์ทดสอบ

In the course of our investigation for bioactive metabolites and taxonomy of 12 actinomycete strains isolated from soils, all possessed antimicrobial activities, PNK1-3, PNK1-5, TT2-9, KN-6 were identified as Streptomyces; FLM-2 as Kitasatospora; and MA-1, MA-2, JSM1-1, JSM1-3, MC5-1, MC7-1 and R1-1 as Micromonospora based on the phenotypic and chemotaxonomic characteristics including the phylogenetic analysis using 16S rDNA sequences. The tested strains contained phosphatidylethanolamine as characteristic phospholipids (type II); iso-C16:0, iso-C15:0, iso-C17:0, anteiso-C16:0, anteiso-C15:0, and anteiso-C17:0, as major fatty acids; and MK-9(H4), MK-9(H6), or MK-10(H4) as major menaquinones. The range of G+G content of the DNA was 71-73 mol%. Streptomyces, Kitasatospora, and Micromonospora are LL, LL and meso, and meso-diaminopimelic acid in cell wall, respectively. Whole-cell sugar of Micromonospora contained xylose and arabinose (pattern D). The potent selected strain, PNK1-3 was identified as S. hygroscopicus (99.9% 16S rDNA similarity), while FLM-2 was closed to K. melanogena (97.1% 16S rDNA similarity). On the basis of DNA-DNA similarity and phenotypic characteristics, 7 strains of Micromonospora could be separated into three groups. A low level of DNA-DNA similarity (28.7-43.1%) and 16S rDNA similarity (97.99.3%) including the phenotypic characteristics indicated that these strains were distinguished from all of validly described Micromonospora species. The names Micromonospora krabiensis sp. nov., Micromonospora marinus sp. nov and Micromonospora chaiyaphumensis sp. nov. are proposed for Group I (2strains), Group II (2 strains) and Group III (3 strains), respectively. PNK1-3 was selected for secondary metabolite production and elucidated chemical structure. The ETOAc extract from fermentation broth yielded known ansamycin, geldanamycin which exhibited antifungal activity (Candida albicans ATCC10231), antimalarial (Plasmodium falciparum), antituberculosis activity (Mycobacterium tuberculosis), cytotoxicity activity against human epidermoid and breast cancer cell lines. For exploration the secondary metabolites of a yellow mutant Monascus kaoliang KB20M10.2 grown on rice, CH2Cl2 extract yielded two new azaphilone pigments, monascusone A (6,7-dihydroxy-3(2-hydroxypropyl)-7methyl-1,5,6,7-tetrahydroisochromen-8-one) and monascusone B, together with two known azaphilones, monascin A and FK17-P2b2. Structures of isolated compounds were elucidated through extensive analyses of their UV, IR, MS, and NMR spectroscopic data. Monascusone A showed no antimicrobial activity.