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(Co)-cultivation of bacteria for the production of secondary metabolites
Jovana Batajic
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Pharmazie
Betreuer*in
Sergey Zotchev
DOI
10.25365/thesis.76127
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-18186.97464.560973-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Viele Spezies produzieren sekundäre Metaboliten in ihrer natürlichen Umgebung. Insbesondere Actinobakterien, vor allem Streptomyces sp., sind bekannt als die Produzentenvon vielen Metaboliten. Unter Laborbedingungen treten jedoch zahlreiche Probleme bei der Kultivierung von Bakterien auf, die zu einem unterschiedlichen Spektrum der produzierten Metaboliten führen. Eine fundametale Strategie, um die natürlichen Umstände im Labor nachzuahmen, ist via Ko-Kultivierung Experiment. Dieser Ansatz ist bekannt, relativ kostengünstig und wird von Wissenschaftlern in der Wirkstoffforschung häüfig genutzt. Das Ziel diser Studie war, die optimalen Bedingungen für sechs aus den Sedimenten isolierten Streptomyces-Stämmen zu finden (isoliert aus Laxneburger Teichen), deren Bioaktivität gegen antibiotikaresistente Stämme zu prüfen und einige Ko-Kulturen zu untersuchen. Die meisten Stämmextrakte zeigten in Monokulturversuchen in verschiedenen Medien eine vollständige Hemmung von grampositiven Bakterien und Hefen. Zwei Stämme zeigten eine teilweise Hemmung von E. coli. Die Ko-Kultur-Experimente lieferten aufgrund interspezifischer Wechselwirkungen geringere Bioaktivitätsspektren. P. putida wurde durch keinen der Extrakte gehemmt. Ein Stamm zeigte in sowohl Mono- als auch Ko-Kultur-Experimenten keine Bioaktivität. Einige Verbindungen, darunter Germicidin, Dimethylallylindol-Derivate und Ribocitrin, wurden in Monokulturen durch LC-MS-Analyse identifiziert. In einem Extrakt waren das Peptid PepX und zwei potenziell neuartige Siderophoren (vermutlich N5-Formyl-N5-Hydroxy-L-Ornithin) reichlich vorhanden. Die Interaktionen zwischen den Bakterien im Experiment zeigten, wie entscheidend die Laboreinstellungen für die gezielte Synthese neuer Verbindungen sind. Unterschiedliche Energiequellen aus dem Medium und interspezifische Wechselwirkungen führen zu einer veränderten Produktion von Verbindungen sowie Bioaktivitäten.
Abstract
(Englisch)
Many species produce secondary metabolites in their natural environment. Actinobacteria, Streptomyces sp. respectively, are well-known metabolite producers. However, under laboratory conditions, cultivating bacteria encounters numerous problems leading to the different specter of yielded metabolites. One fundamental strategy to mimic the natural circumstances in the laboratory is via co-cultivation. The approach is renowned, relatively cheap, and repeatedly used among scientists in drug discovery. This study focuses on finding the optimal conditions for the six Streptomyces strains isolated from the sediments from Laxenburger ponds, Laxenburg, Austria, performing and evaluating their bioactivity against AB-resistant strains, and investigating a few co-cultures.Most strain extracts showed complete inhibition against gram-positive bacteria and yeast in different media in monoculture experiments. Two strains were found to partially inhibit E.coli. Co-culture experiment delivered lower scopes of bioactivities due to interspecific interactions. P. putida was not inhibited by any extract. One strain showed no bioactivity in both mono- and co-culture experiments. Through LC-MS analysis, a few compounds were found in monocultures, including ribocitrin, dimethylallylindole derivatives, and germicidins. The peptide PepX and two possibly novel siderophores (likely with the structure N5-formyl-N5-hydroxy-L-ornithine) were both abundant in one extract. The interactions between the bacteria in the experiment showed how crucial laboratory settings are for the intentional synthesis of new compounds. Different energy sources from the media and interspecific interactions lead to altered compound production and bioactivities.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Bakterien Ko-Kultivierung Sekundäre Metaboliten
Schlagwörter
(Englisch)
Bacteria BGC Secondary metabolites Co-cultivation Metabolites
Autor*innen
Jovana Batajic 
Haupttitel (Englisch)
(Co)-cultivation of bacteria for the production of secondary metabolites
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
44 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Sergey Zotchev
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein. Allgemeines ,
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.03 Methoden und Techniken in den Naturwissenschaften
AC Nummer
AC17222297
Utheses ID
71754
Studienkennzahl
UA | 066 | 605 | |