Identification of bioactive natural products from endophytic fungi isolated from Globularia alypum

dc.contributor.authorNOUMEUR , Sara Raouia
dc.contributor.authorHARZALLAH , Daoud Encadrant
dc.date.accessioned2026-07-07T09:34:42Z
dc.date.issued2018
dc.descriptionLe mycobiote endophyte constitue une source riche de produits naturels bioactifs qui ont été développé au cours de la relation symbiotique endophyte-plante. La diversité des endophytes fongiques isolés à partir des racines de la plante Globularia alypum (Plantaginaceae, Scrophulariales), collectée à Batna, (Algérie), a été étudiée dans le présent travail. Au total, dix-sept souches fongiques ont été identifiées jusqu’au rang de l'espèce à l'aide de méthodes morphologiques et phylogénétiques. L'analyse phylogénétique de ces endophytes fongiques a révélé leurs affinités à trois classes du phylum d'Ascomycota: Eurotiomycètes, Dothideomycètes et, Sordariomycètes représentées par neuf genres: Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Dendrothyrium, Diaporthe, Fusarium, Macrophomina, Penicillium et Preussia. Parmi les endophytes fongiques isolés, huit ont été sélectionnés pour une fermentation à petite échelle dans trois milieux liquides différents. Leurs extraits ont montré une activité antimicrobienne importante au cours du screening pour de nouveaux antibiotiques par le test de dilution en série. La fermentation à grande échelle de cinq champignons sélectionnés, y compris trois souches de Preussia similis, Dendrothyrium variisporum et Chaetomium madrasense, a donné vingt-huit métabolites secondaires, dont douze ont été identifiés comme nouveaux produits naturels. Les structures des métabolites isolés ont été élucidées en utilisant une combinaison de méthodes spectrales, y compris la spectroscopie RMN 1D et 2D, la spectrométrie de masse à haute résolution et la spectroscopie CD. Les activités biologiques des composés connus et nouveaux ont été largement étudiées. Treize métabolites ont été isolés du complexe Preussia similis, y compris six nouveaux polycétides bicycliques (pour lesquels les noms triviaux preussilides A-F ont été proposés) et un nouveau dimère de l’acide 2-amino benzoïque, ainsi que plusieurs autres métabolites connus comme les cytochalasines et des dérivés de xanthone. Les preussilides ont été testés pour leurs effets antimicrobiens et antiprolifératifs et, en particulier, les preussilides A et C qui ont montré des activités sélectives contre les eucaryotes. Des études ultérieures sur leur influence sur la morphologie des cellules d'ostéosarcome humain (U2OS) suggèrent que ces polycétides pourraient cibler une enzyme impliquée dans la coordination du cycle de la division cellulaire. Par conséquent, ils pourraient, par exemple, affecter les mécanismes de la synchronisation ou d'assemblage des fuseaux mitotiques, conduisant à des défauts de ségrégation des chromosomes et / ou de la géométrie du fuseau mitotique. Des études portées sur la production de métabolites secondaires de Dendrothyrium variisporum ont conduit à l'isolement de douze composés. Les massarilactones D et H ont été isolés comme principaux composants ainsi que deux nouveaux dérivés de furanone pour lesquels les noms triviaux (5S) –cisgrégatine B et graminine D ont été proposés, trois nouveaux dérivés d'acide anthranilique, deux analogues connus de l'acide anthranilique et trois cyclopeptides. Les nouveaux dérivés de l'acideanthranilique, le 2-phényléthyl-3 hydroxyanthranilate et le 2-phényléthyl anthranilate, ont présenté une activité antimicrobienne tandis que le 2-phényléthyl anthranilate présentait une cytotoxicité contre les cellules HeLa. Enfin, à partir des cultures de Chaetomium madrasense, trois composés connus à savoir xanthoquinodines A1, A3 et N-acétyltryptamine ont été isolés.
dc.description.abstractThe endophytic mycobiota constitute a prolific source of bioactive natural products that has evolved during the symbiotic endophyte−plant relationship. The diversity of fungal endophytes isolated from the roots of the plant Globularia alypum (Plantaginaceae, Scrophulariales) collected in Batna (Algeria) were studied in the present thesis. In total, seventeen fungal strains were isolated and identified to species level by means of morphological and molecular phylogenetic methods. The phylogenetic analysis of these fungal endophytes revealed their affinities to three classes of thephylum of Ascomycota: Eurotiomycetes, Dothideomycetes and Sordariomycetes representing nine genera: Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Dendrothyrium, Diaporthe, Fusarium, Macrophomina, Penicillium and Preussia. Among the isolated fungal endophytes, eight were selected for small scale fermentation in three different liquid media. Their extracts showed prominent antimicrobial activity in a screening for novel antibiotics by the serial dilution assay. A scale-up of fermentation of selected five fungi including three strains of Chaetomium madrasense, Dendrothyrium variisporum and Preussia similis, yielded twenty eight secondary metabolites, twelve of which turned out to be novel natural products. The structures of the isolated metabolites were elucidated using a combination of spectral methods, including 1D and 2D NMR spectroscopy, high-resolution mass spectrometry, and CD spectroscopy. The biological activities of both, the known and new compounds were extensively studied. Thirteen metabolites were isolated from the Preussia similis complex including six new bicyclic polyketides (for which the trivial names preussilides A−F are proposed) and one new dimer of 2 amino benzoid acid moieties, along with several known cytochalasins and xanthones derivatives. The preussilides were tested for antimicrobial and antiproliferative effects, and, in particular, preussilides A and C showed selective activities against eukaryotes. Subsequent studies on their influence on the morphology of human osteosarcoma cells (U2OS) suggest that these polyketides might target an enzyme involved in coordination of the cell division cycle. Hence, they might, for instance, affect timing or spindle assembly mechanisms, leading to defects in chromosome segregation and/or spindle geometry. Studies on the secondary metabolite production of Dendrothyrium variisporum in various culture media led to the isolation of twelve compounds. Massarilactones D and H were isolated as the major components as well as two new furanone derivatives for which we propose the trivial names (5S)-cis-gregatin B and graminin D, three new anthranilic acid derivatives, two known anthranilic acid analogues and three cyclopeptides. The new anthranilic acid derivatives, 2-phenylethyl-3-hydroxyanthranilate and 2-phenylethyl anthranilate exhibited antimicrobial activity while 2-phenylethyl anthranilate showed cytotoxicity against HeLa cells. Finally, from cultures of Chaetomium madrasense, three known compounds, xanthoquinodins A1, A3 and N-acetytryptamin were isolated
dc.description.sponsorshipتعتبر الفطريات الداخلية مصدرا غنيا بالمركبات الطبيعية اكتسبتها من خلال العلاقة التكافئية بينها و بين النبات العائل، تم Globularia alypum خلال هذه الدراسة معرفة التنوع البيولوجي للفطريات الداخلية المعزولة من جذور نبتة التي تم جنيها من ولاية باتنة ( الجزائر). أدت الدراسة الى عزل 71 سلالة فطرية و (Scrophulariales ،Plantaginaceae) التي عرفت إلى مستوى النوع باستخدام خصائص مورفولوجية وتحاليل النشوء والتطور حيث مكنت هذه الأخيرة إلى انتماء الفطريات Sordariomycetes و Dothideomycetes ،Eurotiomycetes :Ascomycota المعزولة إلى ثلاث فئات في شعبة ،Diaporthe، Dendrothyrium، Chaetomium، Aspergillus، Alternaria : و المتمثلة في تسعة أجناس تم اختيار من بين الفطريات المعزولة ثمانية للتخمير على نطاق .Preussia و Penicillium،Macrophomina،Fusarium صغير في ثلاثة اوساط غذائية مختلفة. أثبتت المستخلصات المتحصل عليها نشاطا ضد ميكروبيا. بعدها تم تخمير خمسة فطريات: ،Dendrothyrium variisporum ، Preussia similis ثلاث سلالات من على نطاق اكبر. أدى هذا التخمير إلى عزل 82 مستقلب ثانوي من بينها 78 مركبا جديدا. تم التعرف Chaetomium madrasense high-resolutio ، NMR spectroscopy 2D 1 وD على صيغة المركبات الكيميائية المعزولة بواسطة طرق طيفية درست النشاطات البيولوجية للمركبات المعزولة سواء الجديدة منها أو المعروفة .CD spectroscopy ،mass spectrometry من بينها ستة مركبات جديدة: بوليكيتايد ثنائية الحلقة تم تسميتها Preussia similis بشكل واسع. تم عزل 71 مركب من المعقد بالإضافة إلى مركبات أخرى معروفة مثل dimer of 2-amino benzoid acid moieties ومركب جديد preussilides A-F نشاطا مثبطا preussilides A-F في إختبار preussilide C و preussilide A السايتوكالازين ومشتقات الغزانتون. أظهرا انتقائيا ضد حقيقيات النواة، تأثيرا على مورفولوجيا خلايا سرطان العظام. كما يستهدف هذا البوليكيتايد إنزيم مسؤول على تنسيق عن Dendrothyrium variisporum دورة إنقسام الخلايا. أسفرت الدراسات التي أجريت على انتاج المستقلبات الثانوية من فطر 5S)- كمركبين رئيسسين و 8 من المشتقات الجديدة للفيرانون التي تم تسميتها Massarilactones D و H عزل 78 مركب، منها بالإضافة إلى 1 مشتقات جديدة من حمض الأونتراليك، اثنين من نظائر حمض الأنترانيليك graminin D و cis-gregatin B 2- و phenylethyl-3-hydroxyanthranilate المعروفة وثلاثة سيكلوببتيدس. أظهرت تجارب النشاط ضد ميكروبي أن للمركبين 2- نشاطية تثبيطية ضد ميكروبية واسعة، في حين اظهر المركب تثبيطه لتكاثر الخلايا السرطاني . phenylethylanthranilate أخيرا تم عزل 1 مركبات معروفة من HeLa .N-acetytryptamin و xanthoquinodins A3 ،A1 :Chaetomium madrasense
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1903
dc.language.isofr
dc.publisherUniversité Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie
dc.subjectEndophytes fongiques
dc.subjectbiodiversité
dc.subjectGlobularia alypum
dc.subjectmétabolites secondaires
dc.subjectPreussia similis
dc.subjectDendrothyrium variisporum
dc.subjectChaetomium madrasense
dc.subjectcaractérisation structurale
dc.titleIdentification of bioactive natural products from endophytic fungi isolated from Globularia alypum
dc.typeThesis

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