Bromierte Pyrrol-Alkaloide aus karibischen Schwämmen der Gattung Agelas: Isolierung, Strukturaufklärung und chemische Ökologie


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Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden marine Schwämme der Gattungen Agelas und Stylissa von den Florida Keys und Bahamas untersucht. Dabei lag das Hauptinteresse neben der Isolierung und Strukturaufklärung der Schwamminhaltsstoffe vor allem auf der ökologischen Funktion der Sekundärstoffe.Die Chemie dieser Schwämme ist sehr charakteristisch und wird von bromierten Derivaten der Pyrrol-2-carbonsäure bestimmt. Insgesamt wurden 17 bromierte Pyrrol-Alkaloide isoliert, von denen die Verbindungen N-alpha-(4-Brompyrrolyl-2-carbonyl)-L-homoarginin (isoliert aus Agelas wiedenmayeri), Bromsceptrin (Agelas conifera), N-Methyl-dibromisophakellin (Stylissa caribica), Monobromisophakellin (Agelas sp.) und Sventrin (Agelas sventres) erstmals beschrieben wurden. Die Strukturaufklärung erfolgte mit spektroskopischen Methoden (2D NMR, MS, IR, UV, CD) und durch Vergleich mit literaturbekannten Daten. Im Fall von N-alpha-(4-Brompyrrolyl-2-carbonyl)- L-homoarginin gelang die Bestimmung der absoluten Konfiguration erst nach Synthese der Verbindung und anschließendem Vergleich der CD-Spektren von Naturstoff und synthetischer Verbindung.Insgesamt wurden die Dichlormethan/Methanol-Rohextrakte von 125 Schwämmen der Gattung Agelas, die an verschiedenen Standorten der Bahamas gesammelt wurden, mittels HPLC qualitativ untersucht und die Hauptsekundärmetaboliten quantitativ bestimmt. In sämtlichen Schwämmen konnten Brompyrrol-Alkaloide nachgewiesen werden, wobei sich drei charakteristische Inhaltsstoffmuster zeigten. Während die Rohextrakte von 71 Proben der Schwämme Agelas cervicornis, Agelas clathrodes, Agelas dispar und Agelas wiedenmayeri durch die beiden Alkaloide Oroidin und 4,5-Dibrompyrrol-2-carbonsäure gekennzeichnet sind, bestimmen dimere Pyrrol-Imidazol-Alkaloide vom Sceptrin- und Ageliferin-Typ, wobei Sceptrin stets dominiert, das Inhaltsstoffmuster von 50 untersuchten Proben der Schwämme Agelas cerebrum, Agelas conifera, Agelas dilatata und Agelas sceptrum. Ein drittes Inhaltsstoffmuster wurde für vier Proben des Schwamms Agelas sp. gefunden, welches durch bromierte Pyrrol-Alkaloide vom Phakellin- und Isophakellin-Typ charakterisiert ist.Zur Untersuchung der ökologischen Bedeutung von Brompyrrol-Alkaloiden wurde die fraßabschreckende Wirkung gegenüber Fischen getestet. In Aquarium- und Freilandversuchen konnte gezeigt werden, daß die fraßhemmende Wirkung der Rohextrakte gegenüber Fischen im Fall von Agelas conifera auf bromierte Pyrrol-Alkaloide vom Sceptrin- und Ageliferin-Typ bzw. Isophakellin-Typ für Stylissa caribica zurückzuführen ist. Erstmals wurden Reinsubstanzen vom Sceptrin-, Ageliferin- und Isophakellin-Typ getestet. Sceptrin und N-Methyl-dibromisophakellin sind bei natürlichen Konzentrationen fraßabschreckend.In weiteren ökologischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß die bromierten Pyrrol-Alkaloide Oroidin, 4,5-Dibrompyrrol-2-carbonsäure und Sceptrin neben einem fraßabschreckenden Potential gegenüber Fischen auch besiedlungshemmend auf Fäulnisbakterien wirken. Bromierte Pyrrol-Alkaloide erfüllen somit mindestens zwei ökologische Funktionen, die das Überleben von Agelas-Schwämmen sichern und sie zu einer der erfolgreichsten Arten in Lebensgemeinschaften karibischer Riffe machen.



Item Type
Thesis (PhD)
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Not peer-reviewed
Publication Status
Published
Eprint ID
5374
Cite as
Assmann, M. (2000): Bromierte Pyrrol-Alkaloide aus karibischen Schwämmen der Gattung Agelas: Isolierung, Strukturaufklärung und chemische Ökologie , PhD thesis, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt.


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