Stikstofforbindelser
En L-leucinantimetabolit kaldet AL-719 blev isoleret fra dyrkningsbouillon fra forskellige Streptomyces-arter. I denne metabolit er den ene af to methylgrupper substitueret med klor (71).
En glutaminsyreanalog (72) blev isoleret fra en Streptomyces-produktionsstamme. Det viste sig at være delvist effektivt mod Micrococcus luteus.
En anden art af slægten Streptomyces , identificeret som S. xanthocidicus, viste sig at producere en forbindelse kaldet FR900148 (73). Denne forbindelse hæmmer væksten af både Gram-positive og Gram-negative bakterier. Det antages, at det hæmmer cellevægsbiosyntesen. Ved hjælp af fysisk-kemiske metoder blev dens struktur bestemt som 1-N-valyl-3-chloro-2,5-dihydro-5-oxo-1H-pyrrol-2-carboxylsyre.
4-Chlorothreonin (74) blev isoleret fra streptomyceten med betegnelsen OH5093. Det udviser antibiotisk aktivitet mod gæren Candida.
Armentomycin (75) hæmmer væksten af bakterier på et syntetisk medium. Biosyntesen af denne non-proteinaminosyre katalyseres af en peroxidase, der inkorporerer klorerede substituenter i molekylet uden samtidig fjernelse af andre funktionelle grupper.
Fig. (14). Aminosyremetabolitter
Den antimetaboliske aktivitet af di- tri- og oligopeptider har været almindeligt anerkendt. Forbindelse (76) blev isoleret fra dyrkningsbouillon af Streptomyces sp. 372A. Forbindelsen hæmmer væksten af Gram-positive og Gram-negative bakterier, dog kun på et kemisk defineret medium. Tilsætning af L-glutamin ophæver dens virkning.
Chlorocardin (77) blev isoleret som et β-lactam-antibiotikum og udviser biologisk aktivitet mod bakterier af slægten Pseudomonas in vitro.
Et nyt herbicid resormycin (78) blev isoleret fra streptomyceten S. platensis og udviser en betydelig biologisk effekt mod den encellede grønalge Selenastrum capricornutum. Resormycin hæmmer primært snarere væksten i mørke end i lys. Forbindelsens virkning på ukrudt i afgrøder blev også undersøgt i feltforsøg.
Et kompleks af actinomyciner Z (Z1-Z5) med kun to klorholdige β-depsipeptider (79= Z3, 80= Z5) blev isoleret fra den velkendte S. fradiae . Begge actinomyciner (Z3 og Z5) udviser betydelig cytotoksicitet over for kræftceller.
Pepticinnaminer (A-F) (81= E), der hæmmer pharnesyloverførsel og tilhører proteinfamilien, blev isoleret fra streptomyceten OH 4652. Deres struktur blev bestemt ved hjælp af NMR og viste sig at indeholde fem usædvanlige aminosyrer og O-pentenylcinnaminsyre.
Den fuldstændige struktur af RP 18.631 (82), et nyt klorholdigt antibiotikum, der er beslægtet med novobiocin, er blevet bestemt ved hjælp af en kombination af nedbrydnings- og NMR-teknikker. Af særlig interesse er de langtrækkende koblinger, der er observeret i den pyrrolring, der er til stede i molekylet.
Figur (15). Andre oligopeptider.
Vancomyciner blev først markedsført for mere end 35 år siden. Det blev konstateret, at de udviser en fremragende aktivitet mod Gram-positive bakterier. De er stadig det foretrukne antibiotikum til behandling af infektioner forårsaget af Staphylococcus aureus, især af methicillinresistente stammer. Vancomycin optages ikke fra fordøjelseskanalen og anvendes derfor fortrinsvis til behandling af tarminfektioner. Hele gruppen af glycopeptidantibiotika omfatter mere end 200 forskellige kemiske strukturer, herunder antibiotika som A42867, A82846, A8350, chloroorienticin, decaplanin, eremomycin, MM 45289, MM 477611, OA-7653, orienticin og UK72051.
Faktisk set produceres vancomycin (82) af Amycolatopsis orientalis , det er kun nævnt her, da stammen tidligere blev kaldt S. orientalis.
Avoparcin, en blanding af meget lignende glykopeptider avoparcin α (83) og β (84), hører til kommercielt tilgængelige antibiotika, der hovedsagelig anvendes i veterinærmedicin. Aglyconen kaldet avoparcin ε (85) blev senere isoleret fra dyrkningsbouillon fra Streptomycete.
S. fungicidus producerer antibiotikumet enduracidin, der igen omfatter to forbindelser, nemlig enduracidiner A (86) og B (87). Begge enduracidiner udviser en høj in vivo og in vitro antibakteriel aktivitet mod Gram-positive bakterier, herunder bakterier, der er resistente over for andre kendte antibiotika. Yderligere forbindelser, der strukturelt er beslægtet med vancomycin (OA7653A = 88 og OA7653B = 89), blev isoleret fra S. hygroscopicus. Deres kemiske struktur blev hovedsagelig bestemt ved hjælp af MS og NMR. De pågældende forbindelser indeholder 7 aminosyrerester.
Andre komplekse glycopeptidantibiotika (90-96) produceret af S. virginiae indeholder galactose i deres kemiske struktur.
To neuroprotectiner (A = 97, B = 98), herunder det tidligere beskrevne complestatin, blev isoleret fra gæringsbouillon fra Streptomyces Q27107. Neuroprotektiner beskytter primærkulturerede kyllinge-telencephale neuroner mod glutamat- og kainat-inducerede excitotoksiciteter på en dosisafhængig måde
Complestatin (99) blev isoleret fra mycelium af S. lavendulae, og dets struktur blev bestemt ved NMR. Det indeholder to usædvanlige aminosyrer som vist i fig. 16. Forbindelsen hæmmer hæmolyse af sensibiliserede fåreerytrocytter medieret af komplement fra marsvin og human komplement ved koncentrationer på henholdsvis 0,4 og 0,7 μg/ml.
Figur. (16). Glykopeptidantibiotika
Chlorpeptin I (100) blev isoleret fra Streptomyces sp. Det blev konstateret, at det hovedsageligt indeholder aromatiske aminosyrer og udviser stærke anti-HIV-effekter. Et andet glycopeptidantibiotikum (101) med betegnelsen LY264826, der er strukturelt beslægtet med vancomcin, men som indeholder et C-methyleret sukker i sin kemiske struktur, er effektivt mod enterokokker. Andre glycopeptider (102-110), der er afledt af teicoplanin, blev fremstillet, og deres aktivitet mod Gram-positive bakterier blev undersøgt.
Aglyconen blev fremstillet ved enzymatisk hydrolyse af den sidekæde, der indeholder fedtsyrer, og dens yderligere reduktive alkylering gav produkter, der udviste en meget højere aktivitet mod både stafylokokker og enterokokker (de mest effektive forbindelser var aktive ved 0.25 – 2 μg/ml).
Chloptosin (111), der også indeholder usædvanlige aminosyrer, viste sig at udvise apoptotisk aktivitet mod humant adenocarcinom.
Glycopeptidantibiotikum A35512B (112) blev isoleret fra en streptomycet i jorden.
Den kemiske struktur af nye kræftbekæmpende antibiotika duocarmycin C1 (113) og C2 (114), der er isoleret fra dyrkningsbouillon fra Streptomyces sp., blev belyst. Antibiotikaet viste sig at udvise en høj antibakteriel aktivitet mod Gram-positive bakterier (0,01 μg/ml). Begge duocarmyciner er aktive mod lymfocytleukæmi og sarkom hos mus . Duocarmycinerne B1 (115) og B2 (116) blev isoleret efter tilsætning af brom til dyrkningsmediet. Yderligere syv duocarmyciner blev isoleret, men kun duocarmycinerne C og B indeholdt et halogenatom . Pyrindamycinerne A og B, som senere viste sig at være identiske med duocarmycinerne C1 og C2, blev isoleret fra en streptomycet med betegnelsen SF2582 . Pyrroindomycin A, som ikke indeholder klor, og pyrroindomycin B med klor i strukturen (117) er hovedbestanddelene i det antibiotikakompleks, der er isoleret fra dyrkningsbouillon fra S. rugosporus . Ved afklaring af deres struktur ved hjælp af fysisk-kemiske metoder blev det konstateret, at de indeholder et trisaccharid og udviser en fremragende aktivitet mod Gram-positive bakterier . Et semisyntetisk derivat af pyrroindomycin B (pyrroindomycin B-AC-2) (118) har en fremragende aktivitet mod celler i eksponentiel fase, men det påvirker ikke celler i stationær fase. Antibiotikaet er meget effektivt mod Staphylococcus aureus. Da forbindelsen virkelig udviser betydelige antibiotiske virkninger, blev optimering af dyrkningsprocessen undersøgt . Således falder udbyttet f.eks. ved en glukosekoncentration på over 7,5 g/l, men glukosekoncentrationen må ikke falde til under 5 g/l, da antibiotikaet ikke længere produceres under disse betingelser. Virkningen kan vendes ved at øge indholdet af kvælstofforbindelser som f.eks. ammoniumklorid, arginin eller glutamin. Virkningen af andre kulstofforbindelser blev også undersøgt, men det blev konstateret, at nogle af dem, f.eks. saccharose eller stivelse, metaboliseres dårligt. Andre forbindelser, såsom biotin eller L-tryptofan, øger produktionen af pyrroindomycin.
Virantmycin (119) isoleret fra S. nitrosporeus udviser en antiviral aktivitet og en svag antifungal aktivitet. Det forhindrer peroxidation af lipider i mikrosomer fra rottelever. I celleassayet hæmmer benzastatinerne C og D glutamat-toksicitet i N18-RE-105-celler med EC50-værdier på henholdsvis 2,0 og 5,4 μM . Pyrroxamycin (98) isoleret fra en uidentificeret streptomycet viste sig at hæmme Gram-positive bakterier og dermatofytter.
Fig. (17). Indol-antibiotika.
Fig. (18). Andre N-heterocycler
Fra en dyrkning af S. sviceus i en 250 1 fermentor blev der isoleret næsten 0,25 kg af antibiotikaet U42126 (122) . Antimetabolit-antibiotikumet U-42126 forlængede signifikant levetiden for tumorbærende L1210 leukæmimus ved lave lægemiddelniveauer uden påviselige tegn på toksicitet for værterne.
Der blev isoleret endnu større mængder af et antibiotikum (123), der udviser kræftbekæmpende virkninger, med i alt 150 g ren forbindelse fra 16 000 1.
S. rishirensis producerer et nukleosid-antibiotikum med betegnelsen AT265 (124). Dens struktur blev bestemt til at være et 5′-O-sulphamoylderivat, der stimulerer fosfatgrupper . På grund af sin unioniserede natur kan molekylet krydse cellemembraner. Et derivat af denne forbindelse (125) med betegnelsen ascamycin udviser lignende biologiske virkninger.
Clazamyciner A og B (126,127) blev isoleret fra S. ponicerus (svarende til S. cinereoruber) .
To svampedræbende forbindelser med et bredt spektrum, nemlig pyrrolomycin A og B (128,129), blev isoleret fra en streptomycet . Deres struktur blev afklaret på grundlag af fysisk-kemiske og spektroskopiske (røntgen) egenskaber.
Neopyrrolomycin (130), der hæmmer væksten af Gram-positive og Gram-negative bakterier og forskellige svampe, blev isoleret fra en streptomycet.
En serie af benzoxaziner (131-139) blev isoleret fra fermentationsbouillon fra S. rimosus. Disse forbindelser viste sig at hæmme bakteriel histidinkinase og blev fremstillet ved en kontrolleret dyrkning med tilsat NaBr og NaI. Som nævnt ovenfor hæmmer streptopyrol (131) nitrogenregulator II-histidinkinase fra Escherichia coli med IC50 på 20 μM og udviser antimikrobiel aktivitet mod en lang række bakterier og svampe.
S. pyrocinia producerer et antimikrobielt antibiotikum pyrrolnitrin (140), der er aktivt mod mykobakterier. Den antimykobakterielle aktivitet kan godt korreleres med tilstedeværelsen af halogen- og nitrogruppen i den aromatiske ring.
En forbindelse med betegnelsen 593A (141) blev isoleret fra S. griseoluteus. Det blev fundet, at denne forbindelse udviser høje anticancer- og antileukæmiske virkninger.