title: Zur Chemie und Biogenese der herzwirksamen Glykoside von Convallaria majalis L.
Creators: name: Kopp, Brigitte
Publisher: name: :none
Year: 1976

description: Im ersten Teil der vorliegenden Dissertation wird die Identifizierung von sechs aus Convallaria majalis L. erstmals isolierten Cardenoliden beschrieben. Bei den Substanzen a, b und c handelt es sich um Periplogenin, Strophanthidin und Strophanthidol, die bis dahin nur in gebundener Form (als Glykoside) in Convallaria bekannt waren. Substanz b bzw. Strophanthidin konnte durch direkten Vergleich mit einem authentischen Präparat mit Vallarotoxin identifiziert werden. Vallarotoxin war zwar schon 1954 von Tschesche und Seehofer in sehr kleiner Menge aus Convallaria isoliert, in seiner Struktur aber nicht erkannt worden. Die Glykoside c1 , B1 und X2 wurden als die Allomethyloside Peripallosid , Strophallosid und Strophanolosid ( = Periplogenin-, Strophanthidin- und Strophanthidol-6-desoxy- ßrD-allosid) identifiziert. Außer den bisher nachgewiesenen Zuckern Glucose , Rhamnose und Gulomethylose konnte damit erstmals Allomethylose als Zuckerkomponente von Convallaria-Glykosiden aufgefunden werden. Auf Grund der großen s trukturellen Ähnlichkeit der einzelnen Convallaria-Cardenolide erwiesen sich zur Sicherung der Identität neben herkömmlichen Verfahren (Hydrolyse, chromatographischer Vergleich der Spaltprodukte ) vor allem spektroskopische Methoden (UV-, IR- und NMRSpektroskopie, Massenspektrometrie) als unentbehrlich. Der zweite Teil der Arbeit befaßt sich mit den Fragen des Transuortes und Syntheseortes der herzwirksamen Substanzen sowie mit deren Biosynthese. Da bis dahin keine näheren Angaben über die Inhaltsstoffe in den unterirdischen Organen der Maiglöckchenpflanze vorlagen, war zuerst eine genauere Analyse dieser Pflanzenteile erforderlich: Der Gesamtcardenolidgehalt im Rhizom von 0,26% entspricht dem einer guten Blattdroge, der Gehalt in den Wurzeln liegt etwa um die Hälfte niedriger (0 , 145%). In der Glykosidzusammensetzung unterscheiden sich die unterirdischen Organe nur quantitativ, nicht aber qualitativ von den oberirdischen Anteilen. Bei der Untersuchung von Rhizom und Wurzel wurde auch auf in freier Form vorkommende Zucker geprüft: in beiden Organen sind Saccharose (3 % ), Fructose und Glucose ( je 0,7%, bezogen auf Trockensubstanz) frei enthalten. Die Bestimmung des Cardenolidgehaltes in den einzelnen Organen von Convallaria majalis während einer Vegetationsperiode ergab, daß in den oberirdischen Teilen der Pflanze zu Beginn der Blütenbildung eine vermehrte Cardenolidsynthese einsetzt; ab der Hochblüte erfolgt hingegen eine stete Abnahme der herzaktiven Inhaltsstoffe. Ein Ansteigen der Glykosidmenge in den unterirdischen Anteilen erfolgt in zeitlicher Obereinstimmung mit der Neubildung sowohl ober- als auch unterirdischer Organe (Blüten, Ausläufer, Knospen). An eine solche Phase schließt jeweils ein " Glykosidabbau" an. Nach den erhaltenen Befunden kann ein Ansteigen der Cardenolidmenge in den unterirdischen Organen auf Grund eines Transportes aus dem Sproß ausgeschlossen werden. Die Glykosidzusammensetzung erfährt während einer Vegetationsperiode in den einzeInen Organen keine tiefgreifenden Veränderungen. Einzig in den oberirdischen Anteilen ist nach der Blütezeit eine verstärkte Abnahme von Convallatoxin zugunsten von Convallatoxol und vor allem von Convallosid zu beobachten. Die Glucosidierung stellt somit einen wesentlichen Vorgang in der Endausgestaltung des Glykosidkomplexes in Blatt und Blüte dar. Um festzustellen, ob in der Maiglöckchenpflanze eine Translokation von Cardenoliden stattfindet, applizierten wir tritiiertes Convallatoxol einmal über das Wurzelsystem, einmal über die Blattspreite. Dabei zeigte sich, daß ein Transport von Cardenoliden aus den Wurzeln in den Sproß, nicht jedoch in umgekehrter Richtung erfolgt. Weiters gelang der Nachweis, daß sowohl Wurzeln als auch Rhizome und Blätter zur Biosynthese von herzwirksamen Stoffen befähigt sind: Nach Verabreichung von Mevalonsäure-14C an die isolierten Pflanzenteile ließ sich in jedem Fall Periplorhamnosid- 140 isolieren. Für die Verfolgung einzelner Biogeneseschritte auf der Monoglykosidstufe in Convallaria majalis, wurden Cardenolide (Periplorhamnosid, Convallatoxol, Convallatoxin und Rhodexin A) mit Tritium markiert. Nach Applikation der radioaktiven Glykoside an Maiglöckchenblätter konnten wir die entstandenen Folgeprodukte isolieren und identifizieren. Es gelang zu zeigen, daß Periplorhamnosid eine Art Schlüsselstellung in der Biogenese der Convallaria Glykoside einnimmt. Durch schrittweise Oxydation wird aus dieser Verbindung zuerst Convallatoxol und dann Convallatoxin gebildet; die Fortsetzung des Biosyntheseweges liegt in der Glucos idierung von Convallatoxin zu Convallosid. Anderseits entsteht durch Hydroxylierung von Periplorhamnosid am C-Atom 11 Lokundjosid. Die Bildung dieses Cardenolides erfolgt allerdings auch über einen zweiten Biogeneseweg, nämlich durch Hydroxylierung von Rhodexin A am C-Atom 5. Die Isolierung von Lokundjosid-3H als Folgeprodukt von Rhodexin A beweist, daß die Einführung der 5 β OH-Gruppe - entgegen früheren Annahmen - auch auf der Glykosidstufe möglich ist und zum Einbau dieses Substituenten eine Δ5-Doppelbindung nicht unbedingt Voraussetzung ist. Durch den Nachweis dieser einzelnen Biosyntheseschritte sind nun die wichtigsten auf der Monoglykosidstufe ablaufenden Umsetzungen bei Convallaria majalis bekannt.