Allene, Dihydronaphthalenon-Derivate und andere Sekundärmetabolite aus Pilzen mariner Habitate sowie Beiträge zu deren Biosynthese

Abstract

Im Mittelpunkt der Dissertation stehen die Isolierung und Strukturaufklärung von Naturstoffen aus marinen Pilzen sowie Studien zu deren Biosynthese.12 Pilzstämme aus marinen Habitaten, vorwiegend der Nordsee, wurden in einem chemischen Screening auf ihre Sekundärstoffproduktion hin untersucht. Sechs im Screening auffällige Stämme wurden einer intensiveren Bearbeitung unterzogen, um die Pilzmetabolite zu identifizieren. An die Isolierung unter Verwendung verschiedener säulenchromatographischer Trennverfahren (Kieselgel, Sephadex LH-20, HPLC) schloss sich die Strukturaufklärung unter Einbeziehung moderner chemischer und spektroskopischer Methoden (1D/2D-NMR, HRESI-MS, IR, UV). Insgesamt konnten 27 Naturstoffe in ihrer Struktur bestimmt werden, 16 davon waren neu.Eine Analyse der Inhaltsstoffe aus Aspergillus fumigatus, Fusarium sp., Penicillium coralligerum und Aspergillus sp. führte zu verschiedenen literaturbekannten Verbindungen wie Fumitremorgin C (32), cis-Pseurotin (29), Fumigaclavin A (31), Cyclonerodiol (43), N-(2-cis(4-Hydroxyphenyl)-ethenyl)-formamid (44), Averantin (45), 6,8-Di-O-methylnidurufin (47), Sterigmatocystin (58) sowie das bislang nicht beschriebene 3,6-Di-O-methylaverantin (46).Aus einem nicht identifizierten Pilzstamm konnten sechs weitere Substanzen rein erhalten werden, darunter die neuen Verbindungen Naphthalacton A (60) und B (61), deren Dihydronaphthalenon-Grundkörper durch einen Lactonring erweitert ist. Durch Fütterungsexperimente mit [13C]-markierten Vorläufermolekülen konnte bewiesen werden, dass das Parvulenon-Gerüst auf dem Polyketidweg entsteht. Die Einbaumuster im γ-Lactonring belegen, dass der 5-Ring aus einer C3-Einheit gebildet wird, die aus dem Citratcyclus stammt. Ausgehend von diesen Ergebnissen wird ein Biosyntheseweg vorgeschlagen und diskutiert.Der Stamm WDMH46 (Paraspheaoshaeria sp.) produzierte mehrere Sekundärmetabolite mit Allen-Struktur (Lupallen A-C, 85-87). Wegen der seltenen Allengruppierung schlossen sich, dem OSMAC-Konzept folgend, Untersuchungen bezüglich des Einflusses ausgewählter Fermentationsparameter auf die Biosyntheseleistung des Stammes an (OSMAC = One-Strain-many-Compounds). Dadurch konnte die Bildung neun weiterer Metabolite (Lupallen D1, D2, E, F1, F2; Lupaketon A, B; 4-Hydroxy-3-(3´-hydroxy-3´-methyl-but-1-enyl)-benzoesäure und 3-Dimethylallyl-4-hydroxybenzoesäure, 90-97) induziert werden. Durch Einbauexperimente mit [1-13C]Acetat und [U-13C3]Glycerin konnte die Bildung der beiden C5-Seitenketten auf dem Mevalonat-Weg bewiesen werden. Für den Cyclohexanring ergab sich ein Aufbau über den Shikimat-Weg mit p-Hydroxybenzoesäure als symmetrische Zwischenstufe. Unter Berücksichtigung aller Verbindungen des Stammes wird ein hypothetisches Biosyntheseschema vorgeschlagen, das erstmals auch über die Allenbildung Auskunft gibt.