Calamene-Type Sesqui-, Mero-, and Bis-sesquiterpenoids from Cultures of Heimiomyces sp., a Basidiomycete Collected in Africa

Abstract

New meroterpenoids bis-heimiomycins A–D (1–4) and heimiomycins D and E (5 and 6) were isolated from solid rice cultures of Heimiomyces sp., while new calamene-type sesquiterpenoids heimiocalamene A (7) and B (8) were isolated from shake cultures, respectively. Structures of the metabolites were elucidated by 1D and 2D NMR in addition to HRESIMS data. While relative configurations were assigned by ROESY data, absolute configurations were derived from the structurally related, previously described calamenes, which we herein name heimiocalamenes C–E (9–11). A plausible biosynthetic pathway was proposed for 1–6, with a radical reaction connecting their central para-benzoquinone building block to calamene-sesquiterpenoids. Based on the assumption of a common biosynthesis, we reviewed the structure of the known nitrogen-containing derivative 11, calling the validity of the originally proposed structure into question. Subsequently, the structure of 11 was revised by analysis of HMBC and ROESY NMR data. Only heimiomycin D (5) displayed cytotoxic effects against cell line KB3.1.

Heimionones A–E, New Sesquiterpenoids Produced by Heimiomyces sp., a Basidiomycete Collected in Africa

“…mainly changed after the cultivation conditions were switched from solid to liquid media. While our previous experiments led to the isolation and identification of bis-heimiomycins A-D (14-17) and heimiomycins D-E (18-19) [5] from cultures on a solid rice medium, other compounds such as heimiocalamenes C-E (8-10), heimiomycins A-C (11-13) and heimiocalamenes A-B (20-21) [4,5], as well as the herein described heimionones A-E (1-5), were isolated after cultivation of Heimiomyces sp. in liquid YM6.3 and an MOF medium, respectively.…”

“…Heimiomyces sp. (MUCL 56078) is an example of the latter since our previous studies already led to the isolation and identification of heimiocalamenes C-E (8-10) and heimiomycins A-C (11)(12)(13) [4], as well as bis-heimiomycins A-D (14-17), heimiomycins D-E (18-19) and heimiocalamenes A-B (20-21) [5], showing the enormous potential of this specimen to produce chemically very diverse secondary metabolites. Intriguingly, the secondary metabolite pattern of Heimiomyces sp.…”

Depicting the Chemical Diversity of Bioactive Meroterpenoids Produced by the Largest Organism on Earth

“…The liquid cultures were harvested 3 days after glucose depletion, and the solid cultures 15 days post-inoculation according to previous work on the cultivation of basidiomycetes. [16,33] Both, the supernatant and mycelia were extracted with ethyl acetate, and the obtained crude extracts were analyzed by ultrahigh performance liquid chromatography coupled to diode array detection and ion mobility tandem mass spectrometry (UHPLC-DAD-IM-MS/MS). To obtain an overall picture of the metabolomes observed in each extract, a principal component analysis (PCA) was performed, enabling a representation of the similarity between samples in a two-dimensional scores plot (Figure 5A).…”

Darstellung der chemischen Diversität bioaktiver Meroterpenoide, die vom größten Organismus der Erde produziert werden

“…Die Flüssigkulturen wurden 3 Tage nach Verbrauch der Glukose geerntet, die Festmedienkulturen 15 Tage nach der Inokulation gemäß vorheriger Arbeiten zur Kultivierung von Basidiomyceten. [16,33] Sowohl der Überstand als auch das Myzel wurden mit Ethylacetat extrahiert, und die erhaltenen Rohextrakte wurden durch Ultrahochleistungs-Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Diodenarraydetektion und Ionenmobilitäts-Tandem-Massenspektrometrie (UHPLC-DAD-IM-MS/MS) analysiert. Um ein Gesamtbild der in den einzelnen Extrakten beobachteten Metabolome zu erhalten, wurde eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) durchgeführt, die es ermöglichte, die Ähnlichkeit zwischen den Proben in einem zweidimensionalen Punktediagramm darzustellen (Abbildung 5A).…”

“…Zu diesem Zweck wurde A. ostoyae in zwei verschiedenen Flüssigmedien (YM 6.3 und Q6 $${{ 1/2 }}$$ ), sowie einem Festmedium (BRFT) kultiviert um die Produktion von Sekundärmetaboliten anhand verschiedener Metabolomanalysen zu untersuchen. Die Flüssigkulturen wurden 3 Tage nach Verbrauch der Glukose geerntet, die Festmedienkulturen 15 Tage nach der Inokulation gemäß vorheriger Arbeiten zur Kultivierung von Basidiomyceten [16,33] . Sowohl der Überstand als auch das Myzel wurden mit Ethylacetat extrahiert, und die erhaltenen Rohextrakte wurden durch Ultrahochleistungs‐Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Diodenarraydetektion und Ionenmobilitäts‐Tandem‐Massenspektrometrie (UHPLC‐DAD‐IM‐MS/MS) analysiert.…”