Totalsynthese und SAR-Studien von Thallusin-Derivaten in gr\u00fcnen Makroalgen<\/p>\n
Eine gro\u00c3\u0178e Herausforderung in der zukunftstr\u00c3\u00a4chtigen Algenbiotechnologie stellt das Design definierter Kultivierungsmedien in geschlossenen Systemen dar, um eine konstante Qualit\u00c3\u00a4t und nachhaltige Aquakulturen zu gew\u00c3\u00a4hrleisten.\u00c2\u00a0Dementsprechend ist die Erforschung der Wachstumsfaktoren von Algen von gro\u00c3\u0178er Bedeutung. Thallusin\u00c2\u00a0ist ein von marinen Bakterien sekretiertes Terpenoid, welches eine artenspezifische morphogene Aktivit\u00c3\u00a4t in Algen aufweist. F\u00c3\u00bcr die weitverbreitete gr\u00c3\u00bcne Makroalge Ulva mutabilis<\/em> ist Thallusin\u00c2\u00a0essenziell f\u00c3\u00bcr die korrekte Zellwand- und Thallusausbildung. Interessanterweise nimmt Ulva<\/em> Fe(III) spezifisch \u00c3\u00bcber einen Thallusin-Fe(III)-Komplex auf, welcher auch in Algenkultur detektiert werden konnte.<\/p>\n Eine Aufkl\u00c3\u00a4rung des molekularen Wirkmechanismus von Thallusin\u00c2\u00a0und der Bedeutung des korrespondierenden Eisen-Komplexes steht aus. Um diesen Ziel n\u00c3\u00a4her zu kommen, sollte im Rahmen dieser Arbeit eine enantioselektive Totalsynthese von (\u00e2\u20ac\u201c)-Thallusin, dem biologisch aktiven Enantiomer, entwickelt werden, um sowohl einen Zugang zu ad\u00c3\u00a4quaten Mengen des Morphogens als auch eine Plattform f\u00c3\u00bcr strukturelle Modifikationen f\u00c3\u00bcr detaillierte biologische Studien zu etablieren. Hierbei wurden verschiedene Strategien verfolgt, um das Terpenger\u00c3\u00bcst aufzubauen. Zun\u00c3\u00a4chst konnte ausgehend von \u00ce\u00b2-Ionon\u00c2\u00a0\u00c3\u00bcber eine chirale-Auxiliar-Strategie, Au(I)-katalysierte 6\u00e2\u20ac\u2018endo\u00e2\u20ac\u2018trig<\/em>\u00c2\u00a0Allen-Zyklisierung und eine Negishi-Kreuzkupplung (\u00e2\u20ac\u201c)-Thallusin stereoselektiv dargestellt werden. Mit der erhaltenen Substanz konnte durch den Kooperationspartner PD Dr. Thomas Wichard (IAAC, FSU Jena) Thallusins morphogene Aktivit\u00c3\u00a4t in Ulva mutabilis<\/em> erstmalig quantifiziert werden. Hierbei wurde ein au\u00c3\u0178erordentlich niedriger EC50<\/sub> von 4.9 \u00c2\u00b1 0.1 pM ermittelt. SAR-Studien deuten darauf hin, dass der durch (\u00e2\u20ac\u2019)-Thallusin Signaltransduktionsweg in Ulva <\/em>zu zwei getrennten Wirkungen f\u00c3\u00bchrt, welche sich selektiv durch bestimmte Molek\u00c3\u00bcle ausl\u00c3\u00b6sen lassen. Des Weiteren wurde mit synthetischem Thallusin als Referenzmaterial eine Massenspektrometrie-basierte Quantifizierungsmethode f\u00c3\u00bcr Algen- und Bakterienkulturen entwickelt.<\/p>\n Bei der Entwicklung einer Racematspaltungs-freien Totalsynthese konnte mit einer Proton-induzierten Polyenzyklisierung\u00c2\u00a0Schl\u00c3\u00bcsselintermediat rac-<\/em>Ambreinolid im <\/em>Multigramm-Ma\u00c3\u0178stab effizient dargestellt werden. Ausgehend von Ambreinolid\u00c2\u00a0wurde eine Syntheseroute zu Thallusin entwickelt. Ein enantioselektiver Zugang zu (\u00e2\u20ac\u201c)-Thallusin\u00c2\u00a0konnte schlie\u00c3\u0178lich \u00c3\u00bcber eine asymmetrische Iridium-katalysierte Polyenzyklisierung\u00c2\u00a0erreicht werden.\u00c2\u00a0Mithilfe der erhaltenen Substanzen konnte best\u00c3\u00a4tigt werden, dass durch bakterielle Thallusin-Produzenten ausschlie\u00c3\u0178lich das aktive Enantiomer gebildet wird. Eisenaufnahme-Experimente deuten darauf hin, dass Eisen als \u00e2\u20ac\u017etrojan horse\u00e2\u20ac\u0153 f\u00c3\u00bcr Thallusin dient, um in die Algenzelle transportiert zu werden, wobei dieser Transport wenig selektiv scheint. Die Struktur-abh\u00c3\u00a4ngige Bioaktivit\u00c3\u00a4t l\u00c3\u00a4sst sich durch Interaktion mit einem intrazellul\u00c3\u00a4ren Rezeptor erkl\u00c3\u00a4ren.<\/p>\n Im Zuge der Entwicklung der Totalsynthesen wurde eine neuartige CH-Cyanierungsmethode entdeckt, welche sich auf Enolether, Pyrrole, Indole und Enamine anwenden l\u00c3\u00a4sst. Mechanistische Studien deuten hierbei auf eine duale Katalysatorrolle von Zn(OTf)2<\/sub> hin. Zudem wurde diese Methode bei der erstmaligen Totalsynthese des Naturstoffs Nannozinon B angewandt.<\/p>\n Mittels der Polyenzyklisierungs-basierten Thallusin-Totalsynthesen wurden verschieden isotopenmarkierte Thallusin-Derivate dargestellt. Diese k\u00c3\u00b6nnen hochempfindlich per Massenspektrometrie detektiert werden, womit die Aufnahme und der Abbau in Ulva<\/em> aufgekl\u00c3\u00a4rt werden soll.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Totalsynthese und SAR-Studien von Thallusin-Derivaten in gr\u00fcnen Makroalgen Eine gro\u00c3\u0178e Herausforderung in der zukunftstr\u00c3\u00a4chtigen Algenbiotechnologie stellt das Design definierter Kultivierungsmedien in geschlossenen Systemen dar, um eine konstante Qualit\u00c3\u00a4t und nachhaltige Aquakulturen zu gew\u00c3\u00a4hrleisten.\u00c2\u00a0Dementsprechend ist die Erforschung der Wachstumsfaktoren von Algen von gro\u00c3\u0178er Bedeutung. Thallusin\u00c2\u00a0ist ein von marinen Bakterien sekretiertes Terpenoid, welches eine artenspezifische morphogene Aktivit\u00c3\u00a4t […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52334","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20018\/583","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Wienecke","dbu_stipendiaten_vorname":"Paul","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2019-01-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2021-12-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Friedrich-Schiller-Universit\u00c3\u00a4t Jena
Chemisch-Geowissenschaftliche Fakult\u00c3\u00a4t
Institut f\u00c3\u00bcr Organische Chemie","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Hans-Dieter Arndt","dbu_stipendiaten_email_dienst":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52334","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52334\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58346,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52334\/revisions\/58346"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52334"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52334"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52334"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}