Methoden zur chemischen Synthese sowie zur mechanistischen Untersuchung der Biosynthese von polycyclischen Naturstoffen

Bioaktive Naturstoffe dienen in der Wirkstoffforschung oft als Leitstrukturen für die Identifizierung neuer Wirkstoffe, weshalb ihre Darstellung von großem Interesse ist. Zugänge zu diesen meist komplexen Molekülen stellen die Entwicklung chemischer Totalsynthesen sowie die Aufklärung und Manipulation von Biosynthesewegen dar. In der vorliegenden Arbeit werden sowohl Strategien zum Aufbau von polycyclischen Naturstoffgrundgerüsten als auch zur Untersuchung eines biosynthetischen Enzym-Mechanismus vorgestellt.

Ein bedeutendes Grundgerüst vieler Naturstoffe stellen Tetrahydroxanthenon-Biaryle dar. Im Rahmen dieser Arbeit konnte diese vielseitige Struktureinheit anhand einfach zugänglicher Modellsysteme via { sc Stille-Kupplung aufgebaut werden. Dabei gelang neben dem Aufbau von Parnafungin-analogen Biarylgrundgerüsten auch die Darstellung von heterodimeren Xanthen-Biarylen.

Die enzymatische Terpencyclisierung in der Biosynthese von Iridoiden erfolgt nach einem neuartigen zweistufigen Mechanismus, welcher im zweiten Teil dieser Arbeit genauer untersucht wurde. Die Synthese speziell entworfener Testsubstrate und deren anschließende enzymatische Umsetzungen lassen vermuten, dass der Aufbau des bicyclischen Iridoid-Gerüstes nach einem Reduktionsschritt über eine { sc Michael-Addition abläuft. Zudem zeigen die Resultate, dass die Iridoid-Synthase als Biokatalysator zur Synthese nichtnatürlicher Iridoid-Derivate eingesetzt werden kann.