Cyclosporin A, a Peptide Metabolite from Tvichoderrna polysporum (LINK ex PERS.) Rifai, with a remarkable immunosuppressive activity. -Summary. Two antifungal metaboliies, cyclosporins A and C, were isolated from a strain of Trichoderma polysporum (LINK ex PERS.) Rzfai. Cyclosporin A, the main component, has the molecular formula C,jzHlllNnOlz as deduced by NMR. and mass spectra. Hydrolytic cleavage of cyclosporin A furnished 11 amino acids as fragments, among them an artefact of a new Cg-amino acid. The amino acid sequence was determined by Edman degradation of iso-cyclosporin A, a basic rearrangement product formed from cyclosporin A by N , O-acyl migration. In an independent investigation an X-ray analysis of the iodo derivative 10 was performed (see the following paper). On the basis of the chemical, spectroscopic and crystallographic evidencc the complete structure of cyclosporin A was elucidated as the neutral cyclic oligopeptide 1. Cyclosporin A and C show remarkable immunosuppressive and antiphlogistic activities in several pharmacological models.Aus Kulturen eines neuen Stammes der Gattung Trichoderma (fungi imperfect;) wurde ein Gemisch von Metaboliten isoliert, die durch antifungische Aktivitaten auffielen. Der neue Pilzstamm, der aus einer bei Hardanger, Norwegen, gesammelten Bodenprobe erhalten wurde, liess sich aufgrund seiner wesentlichen morphologischen Merkmale und des Wachstums auf verschiedenen Nahrboden als Trichoderma polysporum (LINK ex PERS.) Rifai bestimmenl) 2). Zur Isolierung der aktiven Stoffwechselprodukte wurden Kulturbriihen des Pilzes mit n-Butylacetat ausgeriihrt und der Extrakt durch Verteilen zwischen 90proz. Methanol und Petrolather entfettet. Chromatographie des rohen Gernisches an Kieselgel fiihrte zu einem angereicherten Wirkstoffkomplex. Weitere Chromatographien an Sephadex LH-20 und an neutralem Aluminiumoxid lieferten schliesslich zwei einheitliche Komponenten, die als Cyclosporin A und C bezekhnet wurden3). Die zwei Metaboliten scheinen strukturell nahe verwandt zu sein ; sie lassen sich mittels Dunnschichtchromatographie auf ((Polygram Sil G D gut voneinander unterscheiden. Zur Reinheitspriifung ist auch die Hochdruckfliissigkeits-Chromatographie (4Reversed-phase a-Methodik) geeignet.
The structure of cyclosporin C (2), a minor antifungal metabolite from Trichoderma polysporum (Link ex Pers.) RIFAI has been elucidated. Hydrolytic cleavage and spectroscopic evidence show that cyclosporin C is a neutral oligopeptide of 11 amino acids linked together in a 33-membered ring. Cyclosporin C (2) differs from the main metabolite cyclosporin A (1) [2] [4] only by containing L-threonine in the place of L-a-aminobutyric acid as has been shown by the conversion of 2 into 1. l3C-NMR. spectra and study of molecular models suggest that cyclosporin C (2) has the same molecular conformation as 1, which is best described as a twisted 0-pleated sheet held together in a conformationally stable form by intramolecular hydrogen bonding. 1.Einleitung. -Submerskulturen von Trichoderma polysporum (Link ex Pers.) RIFAI produzieren ein Gemisch von antifungisch aktiven Metaboliten, aus denen sich die zwei Hauptkomponenten, Cyclosporin A und C, in einheitlicher, kristallisierter Form isolieren lassen [l] [2]. Die beiden chemisch nahe verwandten Stoffe bewirken in verschiedenen pharmakologischen Modellen eine starke Immunosuppression und erweisen sich bei der Freund-Adjuvans-Arthritis als entziindungshemmend [3]. Die Struktur des Cyclosporin A (1) konnte kurzlich durch spektroskopische und kristallographische Methoden sowie durch chemischen Abbau aufgeklart werden. Der Metabolit stellt ein 33-gliedriges, neutrales Ringpeptid dar, das aus 11 z.T. N-methylierten Aminosauren aufgebaut ist [2] [4]. In der vorliegenden Arbeit berichten wir uber die Strukturermittlung von Cyclosporin C. 2.Charakterisierung von Cyclosporin C (2). -Cyclosporin C kristallisiert aus Aceton in weissen prismatischen Nadeln vom Smp. 152-1 55"; [a]: = -182" (c = 0 3 , Methanol). Der Metabolit ist gut loslich in Alkoholen, Ather, Aceton und chlorierten Kohlenwasserstoffen, hingegen nur wenig in Wasser und gesattigten Kohlenwasserstoffen. Cyclosporin C enthalt weder basische noch saure Gruppen (Titration,
Aus den getrockneten N'urzeln der sudafrikanischen Teufelskralle Har$ago$hytz4rn $rocurnbens DC (Pedaliaceae) [Z] isolierten TUNMANN 8r LUX einen amorphen glykosi dischen Bitterstoff, den sie Harpagosid nannten [3] [4]. Das Glykosid entfarbt Bromund KMnO,-Liisung, wird durch Sauren zu D-Glucose und dunkel gefarbten Zersetzungsprodukten hydrolysiert und zeigt damit ein ahnliches Verhalten wie Aucubin [5] und Asperulosid [6]. Alkalien verseifen Harpagosid zu trans-Zimtsaure und Harpagid (= Descinnamoyl-harpagosid) . Dieses Sekundarglykosid liegt auch genuin in der Droge vor [411). TUNMANN el al. schlugen fur Harpagosid die Bruttoformel C,,H,,O,, vor [3] [4] [7]. Die Konstitution des Naturstoffs wurde nicht aufgeklart ; KuHN-RoTH-Bestimmungen, Hydrierungsreaktionen, Ozonolyse, Farbreaktionen und die Interpretation der 1R.-Spektren liessen im Aglykonteil eine C-Methylgruppe und eine C=C-Doppelbindung, bzw. eine Enolather-Funktion in Form eines Furanoder eines Dihydrofuran-Rings vermuten [3] [4] [7]. Eigene Arbeiten mit H . procurnbens zielten dahin, den von ZORN [9] an Rheuma-Modellen (Formaldehyd-Arthritis der weissen Ratte) nachgewiesenen entzundungshemmenden Wirkstoff der Droge aufzuspuren. Im Verlaufe dieser Untersuchung gewannen wir ein amorphes, bitter schmeckendes, farbloses Glykosid, das sich mit Harpagosid auf Grund seiner chcmischen und physikalischen Eigenschaften als identisch erwies. Wie wir in unserer ersten Mitteilung [I] erwahnten, konnen die von '!hNMANN el al. angegebenen Bruttoformeln nicht zutreffen; sie sind durch die um C,H,O reicheren Formeln C,,H,,O,, (Harpagosid) und C,,H,,O,, (Harpagid) zu ersetzen. Auf Grund von Abbaureaktionen und NMR.-Spektren postulierten wir fur Harpagosid die folgende Struktur [l] : HO R=cinnarnoyl: Harpagasid, R=H: Harpagid Demnach gehoren Harpagosid und Harpagid in die Gruppc naturlicher Enolather, die als Iridoide [lo] bezeichnet werden. Im folgenden berichten wir uber Iieaktionen und Spektren, die uns erlaubten, die bisher noch unsichere Haftstelle der sekundaren Hydroxylgruppe zu bestimmen und die Struktur und Stereochemie des Harpagosids (1) aufzuklaren. l) Iiiirzlich konnten Harpagid und 8-0-Acetyl-harpagid auch aus der in Europa heimischen d e l i t t i s mel/s.sophyZZ?rm (I&iatae) isoliert wcrtlen, siehe
h t i , A. von W a r t b u r g U. J. R e n z Unter dem Begriff "Herzaktive Glykoside" versteht der Chemiker eine Gruppe von Naturstoffen, die sich durch eine starke und spezifische Wirkung auf die Herzmuskulatur von Mensch und Tier auszeichnen. Diese Glykoside finden sich in recht verschiedenen Pflanzenfamilien, wobei die Afiocynaceen und die Asclepiadaceen besonders reich vertreten sind.Die ersten chemischen Arbeiten über herzaktive Glykoside stammen aus dem 19. Jahrhundertabgesehen von einigen Versuchen im 18. Jahrhundert; doch haben Isolierung und Konstitutionsermittlung erst vor etwa dreißig Jahren auf breiterer Basis eingesetzt. J a c o b s (1935), T s ch es C h e (1934, 1935) und ' Vorgetragen auf der 7. Vortragstagung der Dtsch. Ges. für Arzneipflanzenforsdiung in Münster am 24. 10. 1959.Heruntergeladen von: NYU. Urheberrechtlich geschützt.
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