Isolation, characterisation and biosynthetic precursors of natural products from myxobacteria

Abstract

Myxobacteria are an extraordinary group of soil bacteria and versatile producers of numerous biologically active natural products. The aim of the thesis was the characterisation of novel secondary metabolites from these gliding bacteria. An activity guided isolation procedure for the oxygen- and light-sensitive roimatacene (26) from the crude extract of Cytsobacter ferrugineus strain Cb G35 was developed. The mild isolation strategy included among other stabilization techniques the addition of the free radical scavenger 4-ethoxyphenol. The relative configuration of 26 was establishing by applying Rychonovsky's acetonide method combined with 1D and 2D NMR studies and molecular modelling. The absolute configuration of 26 was assigned by Mosher's method. In addition, strain Cb G35 was found to produce a family of six p-hydroxyacetophenone amides 34a-f. The biosynthetic precursors of roimatacene (26) and p-hydroxyacetophenone iso-butanamide (34a) were studied by feeding experiments with D-, 13C- and 15N-labelled precursors. The structures of the myxobacterial sulfangolids 25a-d were verified from their NMR data. The relative configuration of sulfangolid C (25c) was derived by detailed NMR analyses and comparison of the modelled 13R* and 13S* diastereomeres of 25c to finally establish the relative all-trans 13R*,14S*,15R*,16R*,17S*,19S*,20R*,26R*,27R* configuration. The biosynthetic precursors of 25c were studied by feeding experiments.

Myxobakterien sind außergewöhnliche Bodenbakterien und vielseitige Produzenten von zahlreichen biologisch aktiven Naturstoffen. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung von neuen Sekundärstoffen dieser gleitenden Bakterien. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Sauerstoff- und Licht- empfindlichen Roimatacene (26) aus dem Rohextrakt von Cystobacter ferrugineus Stamm Cb G35 auf Grund einer Aktivitäts-basierten Isolierung identifiziert. Die milde Isolierungsstrategie beinhaltete neben weiteren Stabilisierungstechniken die Zugabe des Radikalfängers 4-Ethoxyphenol. Die relative Konfiguration von 26 wurde mit Hilfe von Rychonovsky's Acetonid Methode sowie 1D und 2D NMR Studien in Kombination mit Molekulardesign hergeleitet. Anschließend wurde die absolute Konfiguration mit der Mosher Methode bestimmt. Der Stamm Cb G35 produzierte zusätzlich sechs p-Hydroxyacteophenon Amide 34a-f. Die biologischen Vorstufen von Roimatacene (26) und p-Hydroxyacetophenon iso-Butanamid (34a) wurden durch Fütterungsexperimente mit den D, 13C und 15N-Isotopenmarkierten Vorstufen ermittelt. Die Strukturen der myxobakteriellen Sulfangolide 25a-d wurden mit Hilfe ihrer NMR Daten verifiziert. Durch detaillierte NMR Analysen und dem Vergleich der modellierten 13R* und 13S* Diastereomere von Sulfangolid C (25c) wurde die relative Konfiguration als all-trans 13R*,14S*,15R*,16R*,17S*,19S*,20R*,26R*,27R* hergeleitet. Zusätzlich wurden die biosynthetischen Vorstufen von 25c durch Fütterungsexperimente bestimmt.