Etude de deux éponges du genre Theonella et de l’ordre Sphaerocladina et de leurs micro-organismes associés : recherche de nouvelles molécules bioactives

• Auteur / Autrice : Charlotte Leman-Loubière
• Direction : Jamal Ouazzani, Ali Al-Mourabit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 13/12/2017
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie des Substances Naturelles / ICSN
• Jury : Président / Présidente : Marie-Lise Bourguet-Kondracki
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Lise Bourguet-Kondracki, Sophie Tomasi, Florence Chapeland-Leclerc, Bernard Banaigs
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Tomasi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolites

Éponges

Mots clés libres

Eponge

Détermination structurale

Actinomycète

Champignon

Diels-Alder

Métabolite secondaire

Sponge

Structural elucidation

Actinomycete

Fungus

Diels-Alder

Secondary mtabolites

Résumé

Ce manuscrit présente les travaux relatifs à l’étude chimique des métabolites secondaires de deux éponges marines : une Theonella sp. et P515 appartenant à l’ordre Sphaerocladina dont le genre n’a pas encore été décrit. En parallèle nous avons isolé les micro-organismes cultivables de ces éponges et avons sélectionné deux souches pour une étude chimique approfondie : l’actinomycète Salinispora arenicola et le champignon Hypoxylon monticulosum. Les extraits des différents organismes étudiés ont été fractionnés, puis purifiés par HPLC pour obtenir des produits purs dont les structures ont été déterminées grâce à des analyses de spectrométrie de masse haute résolution, de spectrométrie par résonance magnétique nucléaire (RMN), et lorsque c’était possible par diffraction des rayons X. Les activités cytotoxiques et antibiotiques des produits nouveaux ont été évaluées. Nous avons ainsi pu isoler et identifier sept produits de l’éponge Theonella sp. dont trois nouveaux dérivés d’aurantoside. La souche Salinispora arenicola isolée de cette éponge, nous a permis d’obtenir six produits connus possédant d’excellentes propriétés antibiotiques. De plus, deux nouveaux dérivés d’acides aminés ont été isolés de l’éponge P515 ainsi que deux peptides présents en quantité trop faible pour parvenir à élucider leur structure. Enfin, le champignon Hypoxylon monticulosum isolé de cette éponge nous a permis d’isoler sept produits dont six nouveaux. Parmi ces nouveaux composés, les sporochartines A-E possèdent un squelette original pour lequel nous avons formulé une hypothèse de biosynthèse impliquant une cyclisation de type Diels-Alder.La perspective d’isoler une enzyme diels-alderase à partir d’Hypoxylon monticulosum serait une avancée intéressante en biocatalyse. Par ailleurs, une hémisynthèse des sporochartines A-E est actuellement en cours au sein du laboratoire.

His manuscript present the study of the secondary metabolites of two marine sponges: a Theonella sp. and P515 belonging to the order Sphaerocladina. In parallel we have isolated cultivable symbiont micro-organisms from those sponges and we have selected two strains to perform their chemical studies : the actinomycete Salinispora arenicola and the fungus Hyloxylon monticulosum.The extracts obtained from these four organisms have been fractionated and purified using HPLC to afford pur compounds. The structures were determined by hight resolution mass spectrometry, nuclear magnetic resonance (NMR) spectrometry and X-ray diffraction when it was possible. the cytotoxic and antibiotic activities of the new compounds were also evaluated.With this method, we were able to isolate and identify seven compounds from the sponge Theonella sp. among which, three new aurantoside derivatives. From the Salinispora arenicola strain isolated from this sponge, we were able to to isolate six known compounds with excellent antibiotic activities. In addition, we isolated four interesting metabolites from the second sponge P515 : a new histidine derivative, a new tryptophane derivative and two peptides. The amount of peptide that we obtained was too low to perform their structural elucidation. Furthermore, the fungus Hypoxylon monticulosum isolated from the P515 sponge allowed us to isolate six new compounds among which five sporochartines (A-E) with an original scaffold. The biosynthesis of these new sporochartines probably involve a Diels-Alder cyclisation which opens a lot of interesting perspectives.