Lokal Streptomyces türlerinin sekonder metabolitlerinin izolasyonu, yapılarının aydınlatılması ve biyolojik aktivitelerinin araştırılması

Son yıllarda yeni hastalıkların gelişmesi ve mevcut antibiyotiklere karşı dirençli mikroorganizma türlerinin ortaya çıkması nedeniyle, bakteriyel ve fungal enfeksiyonlar insan sağlığını küresel ölçekte tehdit etmektedir. Bu durum yeni biyolojik aktif metabolitlerin keşfini zorunlu kılmaktadır. Mikrobiyal sekonder metabolitler, potansiyel olarak sahip oldukları özel yapıları ve biyolojik aktiviteleri ile doğal bileşiklerin zengin kaynaklarından birini teşkil ederler. Actinomycetales ordusuna dahil olan Streptomyces türleri, çoğu biyolojik olarak aktif olan sekonder metabolitleri üretebilme özelliğine sahip yetenekli mikroorganizmalardır. Bu mikroorganizmalardan izole edilen ve ticari öneme sahip sekonder metabolitlerden başlıcaları antibakteriyel, antifungal ve antitümör ajanlardır. Yeni biyoaktif metabolitlerin keşfi için Streptomyces gibi iyi bilinen ve yetenekli mikroorganizmalarda yeni bileşiklerin taranması temel stratejilerden biridir.Bu amaçlar doğrultusunda, endemik bitkilerin kök çevresi topraklarından izole edilip 16S rRNA genleri kullanılarak teşhisleri yapılmış olan 67 Streptomyces ve 1 Nocardiopsis türünün ham ve farklı organik çözücülerdeki ekstraktlarının Gram-pozitif, Gram-negatif bakterilerin ve Candida albicans mayasının üremesi üzerine etkisi in vitro olarak test edildi. Biyolojik aktivite temelli ön-tarama işlemleri sırasında denenen bu 68 türden 25 kadarının test mikroorganizmalarının üremeleri üzerinde engelleyici etkiye sahip olduğu belirlendi. Biyolojik olarak aktif olan bu türlerin ham ekstraktlarının, İTK kromatogramlarının çeşitli renklendirici reaktiflerden yararlanılarak belirlendiği kimyasal taramalar sonucunda ilgi çekici türler belirlendi. Optimum üretim koşullarında yeteri miktarda sekonder metabolit elde etmek için biyolojik ve kimyasal taramalar sonucu tespit edilen Streptomyces sp. BA2, Streptomyces sp. AA50, Streptomyces sp. BS40 ve Streptomyces sp. AS42 kodlu ilgi çekici türlerden büyük ölçekte üretildi. Elde edilen metabolit ekstraktlara, kolon kromatografisi, İTK, PİTK, moleküler elek kromatografisi ve HPLC gibi çeşitli kromatografik teknikler uygulanarak saf bileşikler izole edildi. 1H NMR ve 13C NMR teknikleri başta olmak üzere 2D NMR (COSY, HSQC, HMBC gibi) ile UV, IR ve MS gibi spektroskopik tekniklerin yanında AntiBase, Doğal Ürünler Sözlüğü ve Chemical Abstract gibi veri bankaları kullanılarak saflaştırılan sekonder metabolitlerin yapıları aydınlatıldı.Streptomyces sp. BA2'den bilinen bileşikler olan, aktinomisin D (170), monensin B (171) ve monensin A (172) karışımı ile bis(2-etilhegzil)ftalat (173) saflaştırılıp yapıları aydınlatıldı. Klinik olarak bazı kanser türlerinin tedavisinde kullanılan aktinomisin D (170) ile doğal polieter iyonofor antibiyotikler olduğu bilinen monensin B (171) ve A (172) karışımının test mikroorganizmalarının üremesi üzerine antimikrobiyal aktivitesi test edildi. Aktinomisin D (170) ve monensin B (171) ve A (172) karışımının yüksek antimikrobiyal aktivite sergilediği belirlendi.Streptomyces sp. AA50'den, daha önce bazı Streptomyces türlerinden izole edildiği rapor edilmiş olan chrysophanol (175) ile 2-acetylchrysophanol (178) ve daha önce çeşitli bitkilerden izole edilmiş olan fakat ilk kez bu çalışmada bir mikrorganizmadan izole edilen chrysophanol-10,10'-bianthron (174) bileşikleri saflaştırıldı. Ayrıca endotelin reseptör antagonisti oldukları bilinen siklik pentapeptit A (179) ve siklik pentapeptit B (180) bileşikleri karışım halinde izole edildi. İzole edilen bu bileşiklerden chrysophanol-10,10'-bianthron (174) ve chrysophanol (175)'un DPPH radikal söndürme aktivitesi, indirgeme gücü gibi antioksidan özelliklerinin yanında ayrıca agaroz jel elektroforezi kullanılarak bu bileşiklerin DNA'yı OH radikaline karşı koruma aktivitesi ile DNA'yı prooksidan olarak kesim aktivitesi araştırıldı.Streptomyces sp. BS40'tan ise carbazomycin G (182) ile bilinen bileşik olan teleocidin B2 (183) ve izomer (184) karışımı ile iki yeni teleocidin türevi olan 14-O-acetylteleocidin B2 (195) ve 14-O-acetylteleocidin B2 izomer (196) karışımı izole edildi. Çalışmalar esnasında, ciltte güçlü iritasyona ve vezikül oluşumuna neden olduğu görülen 14-O-acetylteleocidin B2 (195) ve izomer (196) karışımının Artemia salina L. larvaları üzerine 0,1-10 µg/mL konsantarasyon aralığında % 100 sitotoksik aktivite sergilediği tespit edildi.Streptomyces sp. AS42'den ise, endotelin reseptör antagonisti oldukları bilinen ve bu çalışmada ayrıca AA50 suşundan da izole edilmiş olan siklik pentapeptit A (179) (siklo(-D-Glu-L-Ala-D-Val-L-Leu-D-Trp-) ve siklik pentapeptit B (180) (siklo(-D-Glu-L-Ala-allo-D-Ile-L-Leu-D-Trp-) bileşikleri izole edilerek yapıları 1D ve 2D NMR tekniklerinin yanında HPLC-ESI-MS2/MS3 tekniği kullanılarak aydınlatıldı.