Production de nouveaux antibiotiques du groupe des dithiolopyrrolones par Saccharothrix algeriensis après addition de précurseurs dans le milieu de culture

Abstract

La souche d’actinomycète Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137 produit plusieurs antibiotiques à activité antifongique et antibactérienne et appartenant au groupe des dithiolopyrrolones. Ce groupe d’antibiotiques est constitué par un bi-cycle (provenant de la cyclisation de la cystine) contenant de l’azote et du soufre, ainsi que d’une chaîne latérale qui résulte d’un accolement d’un acide organique au noyau cyclique par une liaison amide. Sa. algeriensis produit sur milieu semi-synthétique (SS) plusieurs antibiotiques dont cinq ont été identifiés précédemment à la thiolutine, la tigloyl-pyrrothine, la sénécioyl-pyrrothine, la butanoyl-pyrrothine et l’isobutyryl-pyrrothine. Notre travail a pour but d’obtenir de nouveaux dérivés de dithiolopyrrolones, après addition au milieu SS d’acides organiques (acide valérique, acide sorbique et acide cinnamique) et d’acides aminés (cystine et arginine). Une cinétique de croissance et de production des antibiotiques est réalisée en milieu SS témoin (sans précurseurs) et en milieu SS additionné d’acides organiques et aminés cités précédemment. L’évolution de la biomasse, du pH et de l’activité antimicrobienne, ainsi que le dosage par HPLC analytique de tous les antibiotiques nouvellement apparus, ont été effectués. L’activité antimicrobienne est plus intéressante après addition des précurseurs par rapport au milieu témoin. L’analyse des extraits des milieux de culture additionnés de ces précurseurs par HPLC analytique sur colonne C18 a montré l’apparition de nouveaux pics différents de ceux produits dans le milieu témoin. Ainsi, l’acide valérique a induit chez Sa. algeriensis l’apparition de trois nouvelles molécules (PR3, PR4 et PR7), l’acide sorbique, de cinq nouvelles molécules (PR2, PR8, PR9, PR10 et PR11), l’acide cinnamique, d’une nouvelle molécule (PR5), la cystine, d’une nouvelle molécule (Cyst1) et l’arginine, de trois nouvelles molécules (Arg2, Arg3 et Arg4). La concentration de AJ0 (présente en petite quantité dans le témoin) a été augmentée en présence de précurseurs. Les nouvelles molécules apparues ont été purifiées par HPLC semi-préparative sur colonne C18. Les structures chimiques de 11 dithiolopyrrolones ont été déterminées par analyses spectroscopiques. La pyrrothine AJ0 a été identifiée à la formyl-pyrrothine, la PR3 à l’auréothricine, la PR4 à l’isovaléryl-pyrrothine, la PR7 à la valéryl-pyrrothine, la PR5 à la benzoyl-pyrrothine, la PR2 à la crotonyl-pyrothine, la PR8 à la sorbyl-pyrrothine, la PR9 à la 2-hexonyl-pyrrothine, la PR10 à la méthyl-3-pentényl-pyrrothine, la PR11 à l’isopentyl-formyl-pyrrothine et enfin la Cyst1 à l’holomycine. Toutes ces dithiolopyrrolones sont nouvelles pour Sa. algeriensis. Deux d’entre elles (PR3 et Cyst1) sont connues pour être sécrétées par quelques espèces de Streptomyces, et huit autres (AJ0, PR2, PR4, PR7, PR8, PR9, PR10 et PR11) sont originales. Leurs voies de biosynthèses sont discutées. Les concentrations minimales inhibitrices des nouvelles molécules ont été déterminées contre plusieurs germes phytopathogènes ou pathogènes ou toxinogènes pour l’homme. Une activité forte contre les bactéries à Gram positif et forte à moyenne contre les champignons a été observée. Cette activité varie selon la structure des dithiolopyrrolones.