Antimikrobielle forbindelser i marine diatomeer (kiselalger)

Abstract

Bioprospektering er definert som leting etter og karakterisering av nye bioaktive forbindelser fra naturens ressurser med den hensikt å benytte denne kunnskapen kommersielt til utvikling av medisiner, helsekost eller stoffer med annen anvendelse. Blant moderne medisiner er hele 40% basert kunnskap fra naturstoffer, og blant kreftmedisiner og medisiner mot infeksiøse sykdommer er andelen enda høyere. Verdenshavene dekker 70% av jordens overflate, og innehar en enorm biodiversitet som enda er lite utforsket, og derfor antas ressurser herfra å ha et potensiale som opphav til nye bioaktive forbindelser. I denne sammenheng antas de marine diatomeene å være viktige, både fordi de er de mest tallrike av alle mikroalger i det marine økosystemet, men også fordi de utgjør en enorm biodiversitet både i artsmangfold og biokjemi.

Dette studiet besto av massedyrking av fire ulike marine diatomeer i monokulturer (Attheya longicornis, Cylindrotheca closterium, Porosira glacialis og Thalassiosira nordenskioeldii), samt en blandingskultur av P. glacialis og A. longicornis. Naturstoffer fra disse artene ble ekstrahert, videre separert ved hjelp av fast-fase ekstraksjon (SPE) og testet for antimikrobiell aktivitet mot fire ulike bakteriestammer; Eschericia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus Aureus og Corynebacterium glutamicum. Det ble registret antimikrobiell aktivitet i SPE-eluater fra alle de ulike artene dyrket i renkultur, samt i blandingskulturen. Noen av eluatene viste antimikrobiell effekt mot alle de fire bakteriestammene. Aktive SPE-eluater ble fraksjonert ved hjelp av høytrykks-væskekromatografi (HPLC), og analysert med massespektrometri LC-MS.

Det ble oppdaget antimikrobielt riboflavin og flavin mononukleotid i 30% SPE-eluatene av P. glacialis, T. nordenskioeldii og blandingskulturen. Det ble i tillegg funnet et antimikrobielt protein med molekylvekt på ca. 11 kDa i 40% SPE-eluatet av T. nordenskioeldii. Én fraksjon fra 30% SPE-eluatet av T. nordenskioeldii inneholdt en lavmolekylær forbindelse som ble karakterisert til å være tryptofan eller tryptofan-lignende derivater.