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Isolation of Alternaria alternata mycotoxins and biological evaluation of Alternaria extracts in Caenorhabditis elegans
Matthias Jordan
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Pharmazie
Betreuer*in
Judith Maria Rollinger
DOI
10.25365/thesis.81785
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10628.84803.362159-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Alternaria Arten sind weit verbreitete filamentöse Pilze, die für die Produktion einer Vielzahl unterschiedlicher Sekundärmetabolite bekannt sind, darunter biologisch aktive Verbindungen und Mykotoxine. Besonders die Perylenchinone Altertoxin I (ATX-I) und Altertoxin II (ATX-II) haben aufgrund ihrer biologischen Aktivität sowie ihrer potenziellen gesundheitlichen und agrarwirtschaftlichen Risiken großes Interesse geweckt. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung von Sekundärmetaboliten aus Alternaria Arten und Stämmen unter Anwendung sowohl chemischer als auch biologischer Methoden. Der erste Teil der Arbeit konzentriert sich auf die chemische Charakterisierung der Alternaria alternata-Extrakte ATXOE_9 und ATXOE_11, die aus Pilzkulturen gewonnen wurden, die eine Woche lang in mCDB-Medium kultiviert wurden. Die Extrakte stammten aus Myzel oder Sporen und wurden vor der Extraktion bei 24 °C bzw. 28 °C kultiviert. Nach LC-MS-basierter Dereplikation und chromatographischer Fraktionierung konnten ATX-I (15,97 mg) und ATX-II (12,44 mg) mit Reinheiten von 99% bzw. 97% isoliert werden. Die Identität der isolierten Altertoxine wurde mittels NMR-Spektroskopie bestätigt. Im zweiten Teil wurde der Einfluss von Extrakten, die von fünf Alternaria alternata-Stämmen und sechs Alternaria infectoria-Stämmen stammten auf Lebensdauer und oxidative Stressantwort im Modellorganismus Caenorhabditis elegans untersucht. Während die bei 50 und 200 µg/mL getesteten Extrakte nur geringe (überwiegend nicht signifikante) Effekte auf das Überleben der Nematoden zeigten, wies das Testmodell zur oxidativen Stressantwort artspezifische Unterschiede auf. Insbesondere reduzierten A. alternata-Extrakte die Fluoreszenzintensität signifikant und konzentrationsabhängig, was auf eine ausgeprägte Schutzwirkung gegenüber oxidativem Stress hindeutet. Die gewonnenen chemischen und biologischen Daten stellen eine wertvolle Grundlage für zukünftige Projekte zur Identifizierung der für die beobachteten biologischen Effekte verantwortlichen Metaboliten dar.
Abstract
(Englisch)
Alternaria species are widespread filamentous fungi known for their diverse range of secondary metabolites, including biologically active compounds and mycotoxins. The perylene quinones altertoxin I (ATX-I) and a[R2.1]ltertoxin II (ATX-II) have attracted high interest due to their biological activity and potential health and agricultural risks. The aim of this study was to investigate secondary metabolites from Alternaria species by using both chemical and biological approaches. The first part of this master thesis focuses on the chemical characterization of two Alternaria alternata extracts (ATXOE_9 and ATXOE_11) obtained from fungal cultures grown in mCDB medium for one week. The extracts originated from mycelium or spores and were cultivated at 24 °C or 28 °C before extraction. Following LC-MS-based dereplication and chromatographic fractionation, ATX-I (15.97 mg) and ATX-II (12.44 mg) could be successfully isolated with purities of 99% and 97%, respectively. Their identities were confirmed with NMR spectroscopy. In the second part, the impact of extracts derived from 5 Alternaria alternata strains and 6 Alternaria infectoria strains on lifespan and oxidative stress response was investigated in the model organism Caenorhabditis elegans. While extracts tested at concentrations of 50 and 200 µg/mL exerted only minor (mostly insignificant) effects on the nematocidal survival, the oxidative stress response assay showed species-dependent differences. In particular, A. alternata extracts significantly and dose dependently lowered fluorescence intensity suggesting pronounced protective effects against oxidative stress. The obtained chemical and biological data provide a valuable foundation for future projects to identify the metabolites responsible for the observed biological effects.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Isolierung Alternaria alternata Mykotoxine Überlebens Assay Oxidative Stressantwort Caenorhabditis elegans Alternaria Extrakte Altertoxin I Altertoxin II Chromatographische Methoden Bioaktivität Alternaria infectoria
Schlagwörter
(Englisch)
Isolation Alternaria alternata Mycotoxins Survival Assay Oxidative Stress Response Assay Caenorhabditis elegans Alternaria Extracts Altertoxin I Altertoxin II Chromatographic Methods Bioactivity Alternaria infectoria
Autor*innen
Matthias Jordan
Haupttitel (Englisch)
Isolation of Alternaria alternata mycotoxins and biological evaluation of Alternaria extracts in Caenorhabditis elegans
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
50 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Judith Maria Rollinger
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.03 Methoden und Techniken in den Naturwissenschaften
AC Nummer
AC17986334
Utheses ID
81887
Studienkennzahl
UA | 066 | 605 | |