Totalsynthese und SAR-Studien von Thallusin-Derivaten in gr\u00fcnen Makroalgen<\/p>\n
Eine gro\u00dfe Herausforderung in der zukunftstr\u00e4chtigen Algenbiotechnologie stellt das Design definierter Kultivierungsmedien in geschlossenen Systemen dar, um eine konstante Qualit\u00e4t und nachhaltige Aquakulturen zu gew\u00e4hrleisten.\u00a0Dementsprechend ist die Erforschung der Wachstumsfaktoren von Algen von gro\u00dfer Bedeutung. Thallusin\u00a0ist ein von marinen Bakterien sekretiertes Terpenoid, welches eine artenspezifische morphogene Aktivit\u00e4t in Algen aufweist. F\u00fcr die weitverbreitete gr\u00fcne Makroalge Ulva mutabilis<\/em> ist Thallusin\u00a0essenziell f\u00fcr die korrekte Zellwand- und Thallusausbildung. Interessanterweise nimmt Ulva<\/em> Fe(III) spezifisch \u00fcber einen Thallusin-Fe(III)-Komplex auf, welcher auch in Algenkultur detektiert werden konnte.<\/p>\n Eine Aufkl\u00e4rung des molekularen Wirkmechanismus von Thallusin\u00a0und der Bedeutung des korrespondierenden Eisen-Komplexes steht aus. Um diesen Ziel n\u00e4her zu kommen, sollte im Rahmen dieser Arbeit eine enantioselektive Totalsynthese von (\u2013)-Thallusin, dem biologisch aktiven Enantiomer, entwickelt werden, um sowohl einen Zugang zu ad\u00e4quaten Mengen des Morphogens als auch eine Plattform f\u00fcr strukturelle Modifikationen f\u00fcr detaillierte biologische Studien zu etablieren. Hierbei wurden verschiedene Strategien verfolgt, um das Terpenger\u00fcst aufzubauen. Zun\u00e4chst konnte ausgehend von \u03b2-Ionon\u00a0\u00fcber eine chirale-Auxiliar-Strategie, Au(I)-katalysierte 6\u2011endo\u2011trig<\/em>\u00a0Allen-Zyklisierung und eine Negishi-Kreuzkupplung (\u2013)-Thallusin stereoselektiv dargestellt werden. Mit der erhaltenen Substanz konnte durch den Kooperationspartner PD Dr. Thomas Wichard (IAAC, FSU Jena) Thallusins morphogene Aktivit\u00e4t in Ulva mutabilis<\/em> erstmalig quantifiziert werden. Hierbei wurde ein au\u00dferordentlich niedriger EC50<\/sub> von 4.9 \u00b1 0.1 pM ermittelt. SAR-Studien deuten darauf hin, dass der durch (\u2012)-Thallusin Signaltransduktionsweg in Ulva <\/em>zu zwei getrennten Wirkungen f\u00fchrt, welche sich selektiv durch bestimmte Molek\u00fcle ausl\u00f6sen lassen. Des Weiteren wurde mit synthetischem Thallusin als Referenzmaterial eine Massenspektrometrie-basierte Quantifizierungsmethode f\u00fcr Algen- und Bakterienkulturen entwickelt.<\/p>\n Bei der Entwicklung einer Racematspaltungs-freien Totalsynthese konnte mit einer Proton-induzierten Polyenzyklisierung\u00a0Schl\u00fcsselintermediat rac-<\/em>Ambreinolid im <\/em>Multigramm-Ma\u00dfstab effizient dargestellt werden. Ausgehend von Ambreinolid\u00a0wurde eine Syntheseroute zu Thallusin entwickelt. Ein enantioselektiver Zugang zu (\u2013)-Thallusin\u00a0konnte schlie\u00dflich \u00fcber eine asymmetrische Iridium-katalysierte Polyenzyklisierung\u00a0erreicht werden.\u00a0Mithilfe der erhaltenen Substanzen konnte best\u00e4tigt werden, dass durch bakterielle Thallusin-Produzenten ausschlie\u00dflich das aktive Enantiomer gebildet wird. Eisenaufnahme-Experimente deuten darauf hin, dass Eisen als \u201etrojan horse\u201c f\u00fcr Thallusin dient, um in die Algenzelle transportiert zu werden, wobei dieser Transport wenig selektiv scheint. Die Struktur-abh\u00e4ngige Bioaktivit\u00e4t l\u00e4sst sich durch Interaktion mit einem intrazellul\u00e4ren Rezeptor erkl\u00e4ren.<\/p>\n Im Zuge der Entwicklung der Totalsynthesen wurde eine neuartige CH-Cyanierungsmethode entdeckt, welche sich auf Enolether, Pyrrole, Indole und Enamine anwenden l\u00e4sst. 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\u00f6nnen hochempfindlich per Massenspektrometrie detektiert werden, womit die Aufnahme und der Abbau in Ulva<\/em> aufgekl\u00e4rt werden soll.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Totalsynthese und SAR-Studien von Thallusin-Derivaten in gr\u00fcnen Makroalgen Eine gro\u00dfe Herausforderung in der zukunftstr\u00e4chtigen Algenbiotechnologie stellt das Design definierter Kultivierungsmedien in geschlossenen Systemen dar, um eine konstante Qualit\u00e4t und nachhaltige Aquakulturen zu gew\u00e4hrleisten.\u00a0Dementsprechend ist die Erforschung der Wachstumsfaktoren von Algen von gro\u00dfer Bedeutung. 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