جداسازی و شناسایی متابولیتهای با خاصیت ضد میکروبی و ضدسرطانی از قارچ بیمارگر گیاهی Cytospora sp.

کد مقاله : 1744-23IPPC
نویسندگان
1استان آذربایجان شرقی-شهر ایلخچی-روستای کردلر-منزل شخصی مهدی نرمانی
23 دپارتمان شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه چانگ، کامرون
3گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
4گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران
5دپارتمان داروهای میکروبی، مرکز مطالعات عفونت هلم هولتز و مرکز مطالعات عفونت آلمان (DFIZ)، آلمان،
چکیده
امروزه، نیاز به ترکیبات ضدمیکروبی جدید و کارآمد، بخصوص از منابع طبیعی و بدون عوارض جانبی برای کنترل بیمارگرهای انسانی احساس می‌شود. توسعه مقاومت به آنتی بیتیک‌ها در باکتری‌ها، ظهور بیماری‌های ویروسی خطرناک و گسترش بیماری‌های قارچی در جوامع بشری، نشان دهنده ناکارآمدی روش‌های مورد استفاده در مواجهه با این مشکلات پزشکی می‌باشد. قارچ‌ها فرصت بلقوه‌ای را برای دست‌یابی به ترکیبات ضدمیکروبی فراهم کرده‌اند. سلسله قارچ‌ها یک منبع فراوان و متنوع از متابولیت‌های فعال زیستی را برای تولید داروهای ضدمیکروبی و آفت‌کش‌های کشاورزی را فراهم ساخته است. به منظور جداسازی ترکیبات زیست فعال جدید، در یک پژوهش در خرداد ماه سال 1396، نمونه‌هایی از درختان گردو با علایم تیپیک شانکر سیتوسپورایی از استان آذربایجان غربی جمع آوری شد. جداسازی و خالص سازی مطابق با روش‌های معمول در بیماری شناسی گیاهی صورت پذیرفت. هویت جدایه سیتوسپورا بر اساس داده‌های ریخت شناختی و توالی ناحیه ITS-rDNA و ژن TEF تایید گردید. به منظور به دست آوردن عصاره خام، تخمیر جدایه منتخب در محیط کشت مایع Q6 و محیط کشت جامد برنج صورت پذیرفت. بعد از جداسازی میسیلیوم، سوپرناتانت با رزین XAD-16 تیمار شد. سپس XAD و میسیلیوم با استفاده از استون و اتیل استات استخراج شدند. محیط کشت برنج، فقط با اتیل استات استراج گردید. جداسازی و خالص سازی ترکیبات توسط HPLC مهیا کننده با استفاده از حلال‌های (حلال B) ACN+0.05% TFA و (حلال A) H2O+0.05% TFA انجام گرفت. آزمون‌های ضد میکروبی و سمیت سلولی متابولیت‌های جداسازی شده به ترتیب روی 12 بیمارگر و سلول‌های فیبروبلاست موش L929 و سلولهای سرطانی HeLa KB3.1 پستانداران انجام گرفت. در نهایت شش متابولیت جدید شامل چهار ترکیب از مشتقات terphenylquinone و دو ترکیب از مشتقات dicarboxylic acid به همراه پنج ترکیب از قبل شناخته شده جداسازی و توسط طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) و جرمی شناسایی گردید. ترکیبات جدسازی شده دامنه‌ای از خواص ضدمیکروبی را روی قارچ‌ها و باکتری‌های تست شده نشان دادند. مشتقات terphenylquinone سمیت سلولی قابل توجهی روی سلول‌های فیبروبلاست موش L929 و سلولهای سرطانی HeLa KB3.1 پستانداران با مقدار IC50 برابر µg/ml 2.4- 26 نشان دادند.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Isolation and characterization of novel secondary metabolites with antimicrobial and anti-cancer properties from plant pathogenic fungus, Cytospora sp.
Authors
Abolfazl Narmani, Rémy Bertrand Teponno, Mahdi Arzanlou, Asadollah Babai-Ahari, Marc Stadler
Abstract
Nowadays, the need for new and useful pharmaceutical compounds, especially those with natural source and without side effects are felt more than ever for treatment of various human diseases. Development of resistance to antibiotics in bacteria, the emergence of life-threatening viral diseases and growing fungal infections in human societies, reflects the inefficiency of current methods to deal with these medical problems. Fungi have provided a potential opportunity to obtain antimicrobial compounds. The fungal kingdom provides abundant and diverse source of bioactive metabolites for developing the drugs and agrochemical pesticides. In order to isolate novel bioactive compounds, during a survey in May 2017, samples were collected from walnut trees with typical Cytospora canker symptoms, in West Azerbaijan province, Iran. Isolation and purification of the causal agent was carried out using routine plant pathology techniques. The identity of the Cytospora isolates were confirmed based on morphological features and sequence data of ITS-rDNA regain and TEF gene. In order to prepare crude extract, selected isolate was fermented in Q6 and rice media. After separation of mycelia, supernatant was treated with XAD-16 resin. Then, XAD and mycelia were extracted with acetone and EtOAc. In the case of rice medium, it was extracted using EtOAc. Fractionation and purification was performed by preparative HPLC using ACN+0.05% TFA (solvent B) and H2O+0.05% TFA (solvent A). Antimicrobial activities and cytotoxicity assays of the isolated metabolites were performed on 12 pathogens and mouse fibroblast cell line L929 and mammalian HeLa KB3.1 cancer cells, respectively. Six (6) new metabolites including four terphenylquinones and two dicarboxylic acid derivatives were isolated and elucidated along with five known compounds by NMR spectroscopy and mass spectrometry. The isolated compounds showed range of antimicrobial activity against the tested fungi and bacteria. Significant cytotoxicity was observed for terphenylquinone derivatives against mouse fibroblast L929 and mammalian HeLa KB3.1 cell lines with IC50 values of 2.4 to 26 µg/ml.
Keywords
Pathogen, Terphenylquinones, Dicarboxylic acid, Fermentation