Hexacyclinsäure, ein Polyketid mit neuartigem Grundgerüst ausStreptomyces

Abstract

Wie aus früheren Untersuchungen bekannt, bildet Streptomyces cellulosae subsp. griseorubiginosus (Stamm S 1013) in Schüttelkulturen mit einem Haferflockenmedium lediglich die Carbazucker Gabosin D, 1, und E, 2. [1] Mit Hilfe des OSMAC-Ansatzes (OSMAC one strain/many compounds) [2] und des chemischen Screenings [3] sollte untersucht werden, ob sich bei diesem Stamm die Produktion neuer Metabolite induzieren lässt.Der OSMAC-Ansatz geht von der Beobachtung aus, dass einzelne Sekundärstoffproduzenten mehr Metabolite bilden können, als sich bei der Untersuchung von Standard-Rohextrakten erkennen lässt. [2] So ist es bei den für die Sekundärstoffbildung besonders begabten Actinomyceten und Pilzen leicht, auch bei gut untersuchten Stämmen neue Naturstoffe zu entdecken, deren Biosynthese letztlich durch eine Variation der Kultivierungsparameter induziert oder gefördert wird. Dabei gibt es einen flieûenden Übergang zwischen der Ausbeutesteigerung einzelner im Prinzip vorhandener und dem erstmaligen Auftreten vorher nicht nachweisbarer Metabolite. Wirkungsvoll variieren lassen sich beim OSMAC-Ansatz neben Nährmedium und Kultivierungsgefäû unter anderem Temperatur, Belüftung, pH-Wert und/oder Belichtung. Im Nährmedium spielen die Auswahl der C-und der N-Quelle sowie die Zugabe von anorganischen Salzen, Enzyminhibitoren oder Assemblierung von ApophyA65 mit 4 und Belichtung: Rekombinantes HaferApophyA65 [11] (Rohlysat aus Hansenula-polymorpha-Hefezellen; [11a] 4.5 nmol in 600 mL Phosphatpuffer, pH 7.6) wurde mit 4 (5 nmol in 1 mL DMSO) bei Raumtemperatur inkubiert. Die Apoprotein-Konzentration wurde separat vor der Inkubation durch Assemblierung eines Protein-Aliquots mit einem Überschuss an 2 bestimmt.Die Lösung des ApophyA65/4-Komplexes wurde mit dem Licht eines Diaprojektors bestrahlt (250 W; Abstand der Probe vom Projektor ca. 20 cm; die Anregungswellenlängen von l 614 AE 7 und 714 AE 7 nm für P r 3P fr bzw. P fr 3P r wurden mit Hilfe von Interferenzfiltern erzeugt). Für vollständige Umsätze (maximale Absorptionswerte) der jeweiligen Form waren Belichtungszeiten von ! 10 min erforderlich. Die Absorptionsspektren wurden mit einem Shimadzu-UV2102PC-Spektrometer aufgenommen.Verdrängungsexperiment mit ApophyA65/4-Komplex und Phycocyanobilin 2: Zu einer Probe (600 mL) der P r -ähnlichen Form des ApophyA65/4-Komplexes wurde eine Lösung von 2 (1.7 nmol in 1 mL DMSO) hinzugegeben. Die Mischung wurde für einige Minuten im Dunkeln stehen gelassen, bevor erst mit Licht der Wellenlänge 653 AE 7 nm (Interferenzfilter; P r 3P fr ) und darauf mit b 720 nm (Kantenfilter; P fr 3P r ) bestrahlt wurde. Vor der ersten und darauf nach jeder Belichtung wurden UV/Vis-Spektren aufgenommen.

Cascade Reactions in Total Synthesis

“…The total synthesis of the antitumor polyketide (−)‐FR182877 ( 344 , Scheme 47) was completed by the groups of Sorensen and Evans, with both employing a transannular Diels–Alder cascade sequence. Sorensen and co‐workers proposed that the polycyclic ring system of (−)‐FR182877 ( 344 ) could be formed through two Diels–Alder processes and a condensation event to form a large ring,184 a hypothesis that was supported by the isolation and biosynthetic investigation of the related natural product hexacyclinic acid 185. Their initial synthetic studies focused on a sequence involving an intramolecular Diels–Alder reaction followed by formation of a macrocycle and eventual hetero‐Diels–Alder reaction 186.…”

Kaskadenreaktionen in der Totalsynthese

“…Die Gruppe von Sorensen plante den Aufbau des polycyclischen Systems von (−)‐FR182877 ( 344 ) über zwei Diels‐Alder‐Reaktionen und eine Kondensation zur Bildung eines großen Rings 184. Dieser Entwurf wurde durch Biosynthesestudien zum verwandten Naturstoff Hexacyclinsäure gestützt 185. Zunächst konzentrierten sie sich auf eine Reaktionsfolge, die eine intramolekulare Diels‐Alder‐Reaktion, die Bildung eines Makrocyclus und schließlich eine Hetero‐Diels‐Alder‐Reaktion umfasste 186.…”

Chemie und Biologie natürlicher Diels‐Alder‐Reaktionen

“…Auch mit dieser Arbeit wurde die absolute Konfiguration des Naturstoffs bestätigt 152. Die Biosynthese des verwandten Naturstoffs Hexacyclinsäure ( 390 ) 153 könnte über das exo ‐Konformer eines verwandten Polyketid‐Makrocyclus verlaufen.…”