Chromatographic analysis of large numbers of marine bacterial extracts and the venom of the spider Cupiennius salei

Böröczky, Katalin

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-335

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Chromatographic analysis of large numbers of marine bacterial extracts and the venom of the spider Cupiennius salei

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German

The development and application of a new data analysis tool for the selection and dereplication of marine bacterial extracts from a large data set is presented in the first part of the Ph.D. thesis. Lipophilic fractions obtained by fermentation of marine bacteria from the North-Sea were derivatized with MSTFA under identical conditions and subjected to a standardized GC-screening. GC data was converted with a self-made program, ChromConv, followed by evaluation of the resulting table with the statistical software SPSS. Hierarchical cluster analysis was performed on the data set to calculate similarity of the samples, which was visualized in a dendogram. Based on the dendogram it is possible to select interesting samples for further analysis and avoid the unnecessary measurement of almost identical ones. The method has been successfully applied to investigate more than 500 bacterial extracts. Two novel hydrocarbon terpenes, (R)-tetraprenyl-ß-curcumene and (R)-tetraprenyl-ar-curcumene, were isolated and their structure elucidated. Furthermore, a series of long-chain ketones and alkenes with methyl-branching at both ends of the chain was identified. The investigation of low-molecular weight fractions of the venom of the spider Cupiennius salei is described in the second part. Usual components of spider venom, such as citric acid and histamine, were detected by GC-MS and CE-UV/DAD.

Im ersten Teil der Arbeit wird die Entwicklung und Anwendung einer neuen Datenanalysemethode für die Datenauswahl und Dereplikation von Meeresbakterienextrakten aus einem großen Datensatz dargestellt. Die lipophile Fraktionen aus der Fermentierung von Bakterien aus der Nordsee wurden mit MSTFA unter identischen Bedingungen derivatisiert und mit GC untersucht. Die GC-Daten wurden mit einem selbstgeschriebenen Programm, ChromConv, konvertiert. Die resultierende Tabelle wurde mit der statistischen Software SPSS ausgewertet. Hierarchische Clusteranalyse wurde benutzt, um die Ähnlichkeit von Proben zu berechnen. Die Ergebnisse wurden in einem Dendogram veranschaulicht. Anhand des Dendograms ist es möglich interessante Proben für weitere Untersuchungen auszuwählen und die Analyse ähnlicher Proben zu vermeiden. Die Anwendung der Methode für die Untersuchung von mehr als 500 Extrakten wurde erfolgreich demonstriert. Zwei neue Terpene, (R)-Tetraprenyl-ß-curcumen und (R)-Tetraprenyl-ar-curcumen, wurden isoliert. Ihre Struktur wurde mittels NMR und chiraler GC-Analyse aufgeklärt. Im weiteren wurde eine Serie langkettiger Ketone und Alkene mit Methyl-Verzweigung am Ende der Kette identifiziert. Die Analyse niedermolekularer Fraktionen vom Spinnengift von Cupiennius salei wird im zweiten Teil beschrieben. Gewöhnliche Komponenten, sowie Zitronensäure und Histamin, wurden mittels GC-MS und CE-UV/DAD identifiziert.