Charakterizace32,33-didehydroroflamykoinu - sekundárního metabolitu Streptomyces durmitorensis

Abstract

Streptomycety jsou půdní Gram-pozitivní vláknité bakterie, produkující širokou škálu pigmentů a biologicky aktivních látek včetně makrolidových antibiotik. Některé z nich jsou využívány v lékařství jako antibiotika a antimykotika, jiné se uplatňují v biologickém výzkumu jako molekuly vhodné pro fluorescenční značení membrán a detekci cholesterolu. Aktinomyceta Streptomyces durmitorensis (kmen MS405T ) je bakterie izolovaná z půdních vzorků národního parku Durmitor v Černé Hoře. Produkuje sekundární metabolit 32,33-didehydroroflamykoin (DDHR), který je strukturně velmi podobný roflamykoinu a příbuzný s široce využívaným makrolidem filipinem. DDHR vykazuje cytotoxickou aktivitu vůči savčím buňkám a kvasinkám Saccharomyces cerevisiae kmene EGY48, zároveň má zajímavé fluorescenční vlastnosti. Interaguje s buněčnými membránami, díky své fluorescenci umožňuje vizualizovat některé membránové struktury (např. lysozomy), způsobuje desintegraci membrán, což vede k přestavbě aktinového a tubulinového cytoskeletu a při vyšších koncentracích k nekróze buněk. Po vazbě na cholesterol v membránách se snižuje intenzita fluorescence DDHR. Molekula se vyznačuje schopností vizualizovat aberantní lysozomy, čehož lze potenciálně úspěšně využít v diagnostice některých lysozomálně střádavých chorob.

Streptomycetes are soil filamentous Gram-positive bacteria that produce wide variety of pigments and biologically active substances including macrolides. Some of them are used as very efficient antibiotics and strong antifungal agents in medicine, others have became useful tools for staining biomembranes and detecting cholesterol via their internal fluorescence. Actinomycete Streptomyces durmitorensis (wild type strain MS405T ) is a bacteria isolated from Durmitor National Park in Montenegro soil samples. It produces secondary metabolite that has been identified as 32,33-didehydroroflamycoin (DDHR) closely related to the macrolides roflamycoin and generaly used filipin. DDHR exhibits cytototoxic activity against mammalian cells and yeast Saccharomyces cerevisiae strain EGY48. In addition it has interesting fluorescence properties allowing visualization of some membrane components. DDHR interacts with biomembranes, causes their disintegration leading to changes of the actin and tubulin cytoskeleton organization and in higher concentrations it causes cells necrosis. DDHR-sterol interaction in cell membranes decreases fluorescence intensity of DDHR. The compound is able to fluorescently stain aberrant lysosomes and could be therefore potentially used in diagnostics of some lysosomal storage disease.