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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-13218
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/1321/


Müller, Stefan

Isolierung und Strukturaufklärung terpenoider Inhaltsstoffe aus Montanoa hibiscifolia und Oyedaea verbesinoides sowie Untersuchungen ihrer biologischen Aktivität

Isolation and structure elucidation of terpenoid natural compounds from Montanoa hibiscifolia and Oyedaea verbesinoides as well as investigations of their biological activity

Dokument1.pdf (10.980 KB) (md5sum: 97349032b47aad8297d0d0092597d01c)

Kurzfassung in Deutsch

1. Die Asteraceae Montanoa hibiscifolia (Benth.) Sch. Bip. wurde phytochemisch untersucht. Aus den oberirdischen Teilen wurden mittels „bio-guided fractionation“ 15 Sesquiterpenlactone (SLs) isoliert. Als biologische Testsysteme dienten der Agardiffusions-Test und der NF-kB-EMSA. Die Strukturen wurden unter Verwendung NMR- (1H, 13C, 1H-1H-COSY, gHSQCR, gHMQCR, NOESY) und massenspektroskopischer Methoden (CI, EI, ESI) aufgeklärt. Es handelt sich um 8a-(2’R,3’R-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-4a,9a-epidioxy-9b-hydroxy-5bH-eudesm-1Z,11(13)-dien-6b,12-olid (1), 8a-(2’S,3’S-Epoxy-2’-methyl-butyryloxy)-4a,9a-epidioxy-9b-hydroxy-5bH-eudesm-1Z,11(13)-dien-6b,12-olid (2), 8a-(2’S,3’S-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-4a,9a-epidioxy-9b-hydroxy-5bH-eudesm-1Z-en-6b,12-olid (3), 8a-(2’R,3’R-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-4a-hydroxy-9-oxo-5bH-eudesm-1Z,11(13)-dien-b,12-olid (4), 8a-(2’R,3’R-Epoxy-2‘-methylbutyryloxy) -9a-hydroxy-(11,13)-dehydromontahibisciolid (5), 8a-(2’R,3’R-Epoxy-2‘-methylbu-tyryloxy)-9a-hydroxy-montahibisciolid (6), 8a-(2’R,3R’-Epoxy-2‘-methylbutyryloxy)-9a-hydroxy-1a-methoxy-1,10a-dihydromontahibisciolid (7), 8a-(2’R,3’R-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-9b-hydroxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b,12-olid (8), 8a-(2’S,3’S -Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-9b-hydroxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b,12-olid (9), 9b-(2’S,3’S-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-8a-hydroxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b, 12-olid (10), 8a-(2’S,3’S-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-9-oxo-germacra-4E,1(10)Z-dien-6b,12-olid (11), 8a-(2’S,3’S-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-1a-methoxy-9-oxo-10aH-germacra-4E-en-6b,12-olid (12), 8a-(2’R,3’R-Epoxy-2’-methylbutyryloxy)-1a-methoxy-9-oxo-10aH-germacra-4E-en-6b,12-olid (13), 8a-Hydroxy-9b-tigloyl-oxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b,12-olid (14) und 3a-Acetoxy-costunolid (15). Mit Hilfe des Programms HyperChemâ wurden die energieärmsten Konformationen berechnet. Die Eudesmanolide 1 - 4, die Montahibisciolide 5 und 7 sowie die Germacrolide 8 und 9 stellen neue Naturstoffe dar. Für das Montahibisciolid 6, das Melampolid 11 und für die Germacrolide 12 - 14 wurden erstmals die 13C-NMR-Werte ermittelt. Die 13C-NMR-Werte des Germacrolids 10 konnten richtig gestellt werden. 15 ist neu für die Gattung Montanoa.
2. Aus den oberirdischen Teilen der Asteraceae Oyedaea verbesinoides wurden 9 Kaurane und ein Sesquiterpen (25) isoliert. Die Kaurane waren ent-Kaur-16-en-19-säure (16), ent-Kaur-16-en-19-al (17), ent-19-Hydroxy-kaur-16-en (18), ent-Kaur-16b-ol (19), ent-15b-Tigloyloxy-9a-hydroxy-kaur-16-en-19-säure (20), ent-15b-Angeloyloxy-9a-hydroxy-kaur-16-en-19-säure (21), ent-15b-Angeloyloxy-7a,9a-dihydroxy-kaur-16-en-19-säure (22), ent-9a-Hydroxy-kaur-16-en-19-säure (23) und ent-9(11)-Dehydrokaur-16-en-19-säure (24). 22 stellt einen neuen Naturstoff dar. 19, 20 und 21 wurden erstmals aus O. verbesinoides, 23 und das Sesquiterpen 1a-Angeloyloxy-carotol (25) erstmals aus der Gattung isoliert. Die 13C-NMR-Werte für 20 und 21 konnten korrigiert werden.
3. Aus Costus-Öl, das aus Saussurea lappa Clarke stammte, konnten Dehydrosaussurea Lacton (31) und Costunolid (32) identifiziert werden. 31 ist erstmals in S. lappa gefunden worden. Seine 1H- und 13C-NMR-Daten wurden komplettiert. 31 ist möglicherweise ein Artefakt.
4. Die SLs 4, 11, 12 und 14 wurden in Jurkat T-Zellen und RAW 264.7-Zellen auf ihre NF-kB-DNA-Bindeaktivität hin untersucht, um herauszufinden, ob SLs in unterschiedlichen Zell-Typen ähnlich hemmen. Alle SLs wiesen in beiden Zell-Typen ähnliche Hemmeigenschaften auf. Die SLs 6 und 10 wurden nur in Jurkat T-Zellen getestet, wobei 6 eine schwache Hemmung der NF-kB-DNA-Bindeaktivität zeigte, obwohl es über keine a,b-ungesättigten Strukturelemente verfügt. Der Epoxyangelikasäureester könnte zur Aktivität beitragen. Auch bei den anderen SLs muss der Einfluss dieses reaktiven Säurerestes berücksichtigt werden.
Das SL (31) hemmte die NF-kB-DNA-Bindung bei c = 100 mM vollständig.
5. Die Kaurene 18, 19 und 21 hemmten die NF-kB-DNA-Bindeaktivität nicht. Sie zeigten aber antispasmische Eigenschaften an der Ratten-Carotis. Diese Wirkung beruht möglicherweise auf einer Hemmung von Ca-Kanälen. Da das aus Montanoa-Arten gewonnene und in der traditionellen Frauenheilkunde Mexikos angewandte „Zoapatle“ Kaurane enthält, könnten gewisse Effekte von „Zoapatle“ auf diese Weise erklärt werden.
6. Die Untersuchung der SLs 4, 6 und 10 - 12 am Croton-Öl induzierten Mausohr-Ödem ergab eine Ödemreduktion. Teilweise konnten Korrelationen mit den NF-kB-Hemmwerten festgestellt werden.
Das SL 31 und 3-Methylen-tetrahydro-furan-2-on verhielten sich im Mausohr- und im NF-kB-EMSA-Test ähnlich. Eine schwache Hemmung war zu beobachten.
7. Der trans-Spiroketal-Enol-Ether (33) hemmte die NF-kB-DNA-Bindung bei c = 200 mM. Mittels DOC-Experiment wurden festgestellt, dass dieser Effekt auf eine Hemmung der IkB-Degradierung zurückzuführen ist.
8. In einem weiteren Kapitel wurde der Circulardichroismus vorgestellt und sein Einsatz bei der Strukturaufklärung von SLs vorgestellt.


Kurzfassung in Englisch

1. The reinvestigation of the arial parts of the Asteraceae Montanoa hibiscifolia (Benth.) Sch. Bip. afforded 15 sesquiterpene lactones (SLs). It was done by „bio-guided fractionation, using the agar plate diffusion test assay as well as the NF-kB-EMSA. Their structures were elucidated using NMR measurement (1H, 13C, 1H-1H-COSY, gHSQCR, gHMQCR, NOESY) and mass spectroscopic analyses (CI, EI, ESI). The compounds could be identified as 8a-(2’R,3’R-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-4a,9a-epidioxy-9b-hydroxy-5bH-eudesm-1Z,11(13)-dien-6b,12-olide (1), 8a-(2’S,3’S-epoxy-2’-methyl-butyryloxy)-4a,9a-epidioxy-9b-hydroxy-5bH-eudesm-1Z,11(13)-dien-6b,12-olide (2), 8a-(2’S,3’S-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-4a,9a-epidioxy-9b-hydroxy-5bH-eudesm-1Z-en-6b,12-olide (3), 8a-(2’R,3’R-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-4a-hydroxy-9-oxo-5bH-eudesm-1Z,11(13)-dien-b,12-olide (4), 8a-(2’R,3’R-epoxy-2‘-methylbutyryloxy) -9a-hydroxy-(11,13)-dehydromontahibisciolide (5), 8a-(2’R,3’R-epoxy-2‘-methylbutyryloxy)-9a-hydroxy-montahibisciolide (6), 8a-(2’R,3R’-epoxy-2‘-methylbutyryloxy)-9a-hydroxy-1a-methoxy-1,10a-dihydromontahibisciolide (7), 8a-(2’R,3’R-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-9b-hydroxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b,12-olide (8)e, 8a-(2’S,3’S -epoxy-2’-methylbutyryloxy)-9b-hydroxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b,12-olide (9), 9b-(2’S,3’S-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-8a-hydroxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b, 12-olide (10), 8a-(2’S,3’S-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-9-oxo-germacra-4E,1(10)Z-dien-6b,12-olide (11), 8a-(2’S,3’S-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-1a-methoxy-9-oxo-10aH-germacra-4E-en-6b,12-olide (12), 8a-(2’R,3’R-epoxy-2’-methylbutyryloxy)-1a-methoxy-9-oxo-10aH-germacra-4E-en-6b,12-olide (13), 8a-hydroxy-9b-tigloyl-oxy-germacra-4E,1(10)E-dien-6b,12-olide (14) und 3a-acetoxy-costunolide (15). Low energy conformations were obtained by molecular mechanics calculations, done with the program HyperChemâ. The eudesmanolides 1 - 4, the montahibisciolides 5 and 7 as well as die germacrolides 8 and 9 are new natural compounds. The 13C-NMR-data of the montahibisciolide 6, of the melampolid 11 and of the germacrolides 12 - 14 are reported for the first time. The 13C-NMR-data of the germacrolide 10 could be corrected. 15 is new for the genus Montanoa.
2. From the arial parts of the Asteraceae Oyedaea verbesinoides 9 kauranes and one sesquiterpene (25) could be isolated. The kauranes were identified as ent-kaur-16-en-19-oic acid (16), ent-kaur-16-en-19-al (17), ent-19-hydroxy-kaur-16-ene (18), ent-kaur-16b-ol (19), ent-15b-tigloyloxy-9a-hydroxy-kaur-16-en-19-oic acid (20), ent-15b-angeloyloxy-9a-hydroxy-kaur-16-en-19-oic acid (21), ent-15b-angeloyloxy-7a,9a-dihydroxy-kaur-16-en-19-oic acid (22), ent-9a-hydroxy-kaur-16-en-19-oic acid (23) and ent-9(11)-dehydrokaur-16-en-19-oic acid (24). 22 is a new natural compound. 19, 20 and 21 are new for O. verbesinoides. 23 and the sesquiterpene 1a-angeloyloxy-carotol (25) are new for the genus. The 13C NMR-data of 20 and 21 could be corrected.
3. From Costus-Oil, extracted from Saussurea lappa Clarke, dehydrosaussurea lacton (31) and costunolide (32) could be identified. 31 was found in S. lappa for the first time. The 1H- and 13C-NMR-data were comlpeted. Probably 31 is an artefact.
4. To gain further information about structure activity relationships, the SLs 4, 11, 12 and 14 were investigated in an EMSA whether they interfere with the DNA binding of the transcription factor NF-kB in Jurkat T- and in macrophage RAW 264.7 cells in the same way. All SLs showed similar activity in both cell-types. The SLs 6 and 10 were only tested in Jurkat T-cells. Interestingly, 6, lacking an a,b-unsaturated structural element, but possessing a reactive 2,3-epoxy-2-methylbutyryl residue inhibited NF-kB DNA binding, even though at the higher concentration of 200 mM. The SL 31 inhibited NF-kB DNA binding at c = 100 mM completely.
5. The kauranes 18, 19 and 21 did not show any inhibition of the NF-kB DNA binding. But they inhibited the in vitro contractility of rat carotid artery elicited by Phenylephrine. Probably this effect is caused by the inhibition of calcium channels. „Zoapatle“, extracted from Montanoa species, has been used in the traditonal Mexican medicine. It contains kauranes, and so some effects of “Zoapatle” could be explained by this way, probably.
6. The SLs 4, 6 and 10 – 12 were studied in the croton oil-induced mouse ear edema. All SLs reduced the edematous response. These results correlated with those obtained in the NF-kB assay.
31 and 3-methylen-tetrahydro-furan-2-one showed in the croton oil-induced mouse ear edema as well as in NF-kB assay similar results. In both assays, they induced a slight inhibition.
7. The trans spiroketal enol ether (33) showed inhibition of the NF-kB DNA binding at c = 200 mM. The DOC experiment exhibited, that the inhibition NF-kB was caused by preventing IkB degradation.
8. In a further chapter the circulardichroism is presented and his application in structure elucidation of SLs is introduced.


SWD-Schlagwörter: Phytochemie , Transkriptionsfaktor , Kaurane , Sesquiterpene , Sesquiterpenlactone , Epidioxide
Freie Schlagwörter (deutsch): Montanoa hibiscifolia , Oyedaea verbesionoides , Endoperoxide , Montahibisciolide , Transkriptionsfa-kBktor NF
Freie Schlagwörter (englisch): Montahibisciolides , Eudesmanolides , Transcriptionfactor NF-kB , Kauranes
Institut: Institut für Pharmazeutische Wissenschaften
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Merfort, Irmgard (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 13.05.2004
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 04.06.2004
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