Hybrid-Chemoenzymatische Synthese neuer 7-Desoxy-Sedoheptulose-Derivate als Inhibitoren der 3-Dehydrochinat-Synthase

Abstract

Der Naturstoff 7-Desoxy-D-sedoheptulose (7dSh) ist ein C7-Zucker in altro-Konfiguration mit einer fehlenden Hydroxylgruppe an C-7. Er wurde erstmals 1970 von EZAKI et al. aus der Forschungsgruppe NIIDA unter dem Namen SF-666 B beschrieben, wobei diese die Verbindung aus einem neuen Bakterium der Spezies Streptomyces setonensis isoliert hatten. Knapp 40 Jahre später entdeckte BRILISAUER die Verbindung erneut. Er isolierte die Verbindung aus dem Cyanobakterium Synechococcus elongatus PCC 7942. Die Verbindung 7dSh besitzt wachstumsinhibierende Eigenschaften gegenüber Bakterien, Pflanzen und Pilzen; gleichzeitig können aber keine negativen Einflüsse gegenüber tierischen Zellen festgestellt werden. Dies macht 7dSh für die Entwicklung von Fungiziden, Herbiziden oder Antibiotika überaus interessant. Die Aufgabenstellung dieser Dissertation lautete zum einen „Syntheseoptimierung und vollständige NMR-Charakterisierung von 7dSh“, sowie „Chemische Derivatisierung und Analyse der biologischen Aktivität von 7‑Desoxy-sedoheptulose-Analoga zur Aufstellung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen“. Durch Optimierung der Synthesebedingungen konnte eine Verdopplung der Ausbeute der Chemoenzymatischen Synthese erreicht werden. Zudem erbrachte die NMR-Charakterisierung von 7dSh weitere Erkenntnisse zur Struktur-Wirkungs-Beziehung, was im Anschluss für die Entwicklung neuer Derivate benutzt werden konnte. Basierend hierauf wurden im Rahmen dieser Arbeit sieben neue 7dSh-Derivate mittels eines Hybrid-Chemoenzymatischen-Ansatzes dargestellt. Die besagten Verbindungen wurden umfangreichen biologischen in vitro und in vivo Untersuchungen am Cyanobakterium Anabaena variabilis und der Modellpflanze Arabidopsis thaliana unterzogen. Dies erbrachte ein tieferes Wissen über die Struktur-Wirkungs-Beziehung von 7dSh und dessen Analoga.