Isolation and Structure Elucidation of Bioactive Secondary Metabolites from Marine Spong
Wafaa Hassan
Abstract
Wafaa Hassan
Abstract
Im Rahmen der Suche nach bioaktiven Verbindungen aus marinen Schwammen wurden in dieser Arbeit insgesamt 35 Sekundarstoffe isoliert, wobei es sich bei dreizehn um neue Verbindungen handelt. Die Schwamme wurden in Indonesien und bei der Insel Elba gesammelt. Fur die Entdeckung neuer bioaktiver Substanzen wurde eine Kombination von biologischen Methoden angewendet: Fischfutterungversuche, Untersuchungen mit gram-positiven und gram-negativen Bakterien. 1. Leucetta chagosensis Nach Extraktion des Schwammes Leucetta chagosensis konnten sechs verschiedene Imidazol-Alkaloide isoliert und identifiziert werden. Drei der aufgefundenen Extraktkomponenten, Naamine A (bereits zuvor bekannt), das Naamine F (neue Substanz) und Naamine G (ebenfalls neu) gehoren der Gruppe der Naamine an. Bei den ubrigen isolierten neuen Komponenten Kealiinine A, B und C handelt es sich um mit dem Kealiiquinon verwandte Stoffe. Naamine G erwies sich als cytotoxisch aktiv gegen Maus-Lymphom-Zellen (L5178Y) und das menschliche Cervix-Karziniom (HeLa). Naamine F zeigte daruber hinaus eine starke fungizide Aktivitat gegen Cladosporium herbarum. Eine Konzentration der Substanz von 100 µg/ Disk verursachte in diesem Assay einen Hemmhof von 20 mm Durchmesser. 2. Axinyssa aplysinoides Aus dem Schwamm Axinyssa aplysinoides wurden vier bekannte Substanzen isoliert. Hierbei handelt es sich um ein Sesquiterpen-Isothiocyanat (Epipolasin A), zwei Bisabolen-Sesquiterpene (6R,7S)-7-Amino-7,8-dihydro-?-bisabolene Harnstoff, (6R,7S)-7-Amino-7,8-dihydro-?-bisabolene hydrochlorid und das Phenol ?E-(Hydroxystyryl) trimethyl ammonium chlorid?. Letztere Substanz zeigte bei einer Konzentration von 100 µg/ Disk eine starke fungizide Aktivitat gegen C. herbarum. (6R,7S)-7-Amino-7,8-dihydro-?-bisabolene hydrochlorid erwies sich als stark cytotoxisch aktiv gegen uber Maus-Lymphom-Zellen, L5178Y, (HK50= 2.2 µg/ml, dem menschliche Cervix-Karziniom, HeLa Zellen, (HK50 = 0.3 µg/ml), und PC12 Zellen (HK50 = 2.14 µg/ml). 3. Hamigera hamigera Aus dem Extrakt von Hamigera hamigera wurden acht Substanzen gewonnnen. Vier davon, Hamigeroxalamensaure, Hamigeramine, Hamiguanasinol und Hamigeramide erwiesen sich als neu. Vier weitere, Indole-3-carboxaldehyde und drei Steroide waren bereits bekannt. Hamigunansinol zeigte eine schwache antibakterielle Aktivitat gegen B. subtilis. 4. Axinella damicornis Die Extraktion von Axinella damicornis erbrachte eine Reihe von Bromopyrrol-Alkaloiden, von denen vier, 3,4-Dibromopyrrol-2-carbamid, 3,4-Dibromopyrrol-2- Carbonsaure, 3-Bromoaldisin und 2,3-Dibromoaldisin, neue Naturstoffe sind. Daruber hinaus wurden dreizehn bekannte Substanzen (2-Bromoaldisin, 4,5-Dibromopyrrol-2-carbamid, Dibromocantharelline, Oroidin, 4,5-Dibromopyrrol-2-Carbonsaure, Manzacidin A, Z-Hymenialdisin, Longamide, Hymenidin, Stevensin, Hymenin, 4-Bromopyrrol-2-carbamid, und 4,5-Dibromopyrrol-2-methylcarboxylat) aus diesem Extrakt isoliert. Mit Hilfe eines Fischfutterungsversuches konnte gezeigt werden, das die beiden Extraktkomponenten 4,5-Dibromopyrrol-2-Carbonsaure und Oroidin verantwortlich fur die frashemmende Wirkung des Rohextraktes von A. damicornis sind. Damit spielen diese beiden Substanzen eine wesentliche Rolle beim Frasschutz des Schwammes gegen rauberische Fische.
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Im Rahmen der Suche nach bioaktiven Verbindungen aus marinen Schwammen wurden in dieser Arbeit insgesamt 35 Sekundarstoffe isoliert, wobei es sich bei dreizehn um neue Verbindungen handelt. Die Schwamme wurden in Indonesien und bei der Insel Elba gesammelt. Fur die Entdeckung neuer bioaktiver Substanzen wurde eine Kombination von biologischen Methoden angewendet: Fischfutterungversuche, Untersuchungen mit gram-positiven und gram-negativen Bakterien. 1. Leucetta chagosensis Nach Extraktion des Schwammes Leucetta chagosensis konnten sechs verschiedene Imidazol-Alkaloide isoliert und identifiziert werden. Drei der aufgefundenen Extraktkomponenten, Naamine A (bereits zuvor bekannt), das Naamine F (neue Substanz) und Naamine G (ebenfalls neu) gehoren der Gruppe der Naamine an. Bei den ubrigen isolierten neuen Komponenten Kealiinine A, B und C handelt es sich um mit dem Kealiiquinon verwandte Stoffe. Naamine G erwies sich als cytotoxisch aktiv gegen Maus-Lymphom-Zellen (L5178Y) und das menschliche Cervix-Karziniom (HeLa). Naamine F zeigte daruber hinaus eine starke fungizide Aktivitat gegen Cladosporium herbarum. Eine Konzentration der Substanz von 100 µg/ Disk verursachte in diesem Assay einen Hemmhof von 20 mm Durchmesser. 2. Axinyssa aplysinoides Aus dem Schwamm Axinyssa aplysinoides wurden vier bekannte Substanzen isoliert. Hierbei handelt es sich um ein Sesquiterpen-Isothiocyanat (Epipolasin A), zwei Bisabolen-Sesquiterpene (6R,7S)-7-Amino-7,8-dihydro-?-bisabolene Harnstoff, (6R,7S)-7-Amino-7,8-dihydro-?-bisabolene hydrochlorid und das Phenol ?E-(Hydroxystyryl) trimethyl ammonium chlorid?. Letztere Substanz zeigte bei einer Konzentration von 100 µg/ Disk eine starke fungizide Aktivitat gegen C. herbarum. (6R,7S)-7-Amino-7,8-dihydro-?-bisabolene hydrochlorid erwies sich als stark cytotoxisch aktiv gegen uber Maus-Lymphom-Zellen, L5178Y, (HK50= 2.2 µg/ml, dem menschliche Cervix-Karziniom, HeLa Zellen, (HK50 = 0.3 µg/ml), und PC12 Zellen (HK50 = 2.14 µg/ml). 3. Hamigera hamigera Aus dem Extrakt von Hamigera hamigera wurden acht Substanzen gewonnnen. Vier davon, Hamigeroxalamensaure, Hamigeramine, Hamiguanasinol und Hamigeramide erwiesen sich als neu. Vier weitere, Indole-3-carboxaldehyde und drei Steroide waren bereits bekannt. Hamigunansinol zeigte eine schwache antibakterielle Aktivitat gegen B. subtilis. 4. Axinella damicornis Die Extraktion von Axinella damicornis erbrachte eine Reihe von Bromopyrrol-Alkaloiden, von denen vier, 3,4-Dibromopyrrol-2-carbamid, 3,4-Dibromopyrrol-2- Carbonsaure, 3-Bromoaldisin und 2,3-Dibromoaldisin, neue Naturstoffe sind. Daruber hinaus wurden dreizehn bekannte Substanzen (2-Bromoaldisin, 4,5-Dibromopyrrol-2-carbamid, Dibromocantharelline, Oroidin, 4,5-Dibromopyrrol-2-Carbonsaure, Manzacidin A, Z-Hymenialdisin, Longamide, Hymenidin, Stevensin, Hymenin, 4-Bromopyrrol-2-carbamid, und 4,5-Dibromopyrrol-2-methylcarboxylat) aus diesem Extrakt isoliert. Mit Hilfe eines Fischfutterungsversuches konnte gezeigt werden, das die beiden Extraktkomponenten 4,5-Dibromopyrrol-2-Carbonsaure und Oroidin verantwortlich fur die frashemmende Wirkung des Rohextraktes von A. damicornis sind. Damit spielen diese beiden Substanzen eine wesentliche Rolle beim Frasschutz des Schwammes gegen rauberische Fische.
Key concepts: Chemistry, Molecular biology, Stereochemistry, Biology