Massenspektrometrische Untersuchungen der Sekundärmetabolite von Landwirbeltieren und marinen Mikroorganismen

Die Mangshan-Viper ist eine der größten Grubenottern Asiens, die wegen ihres begrenzten Vorkommens und illegalen Schlangenhandel bedroht ist. Das Drüsensekret der Mangshan-Viper (Protobothrops mangshanesis) wurde mittels GC/MS analysiert. Durch verschiedene Derivatisierungen konnten die Strukturmerkmale aufgeklärt und die Verbindungen anschließend durch eine Synthese als Serie von 4,6-Dimethyl-5-nonensäure bis 4,6-Dimethyl- 5-tetradecensäure aufgeklärt werden.

Das Flügelspreizverhalten des Kormorans ist ein zentrales Verhaltensmerkmal der Kormorane. Um das Verhalten besser zu verstehen wurden die Bürzeldrüsensekrete des Kormorans (Phalacrocorax carbo) und zum Vergleich der Moschusente (Cairina moschata) untersucht. Die Wachszusammensetzung beider Spezies unterschied sich erheblich, wobei der Kormoran eine große Vielfalt an Carbonsäureestern mit mehr als 1.000 Komponenten aufwies, während das Entensekret zwei Hauptester enthielt. Anschließend wurden die Wasserabweisung der Federn mit Kontaktwinkelmessungen untersucht. Die Gefiederfette der Ente wiesen die höhere Wasserabweisung auf. Jedoch konnte nur ein geringer Einfluss der Fette auf die Wasserabweisung der Federn festgestellt werden, wodurch das Flügelspreizverhalten letztlich nicht durch die Gefiederfette erklärt werden kann.

Die Duftdrüsensekrete nichtaviatischer Reptilien, wie dem Mohrenkaiman Melanosuchus Niger, besitzen eine große Vielfältigkeit an Naturstoffen. In dieser Arbeit wurden die paraklokalen Drüsenextrakte von 15 verschiedenen Mohrenkaimanen mittels GC/MS untersucht. Dabei zeigten sich große Unterschiede zwischen den Extrakten der Männchen und Weibchen. Während im Extrakt der Männchen hauptsächlich unverzweigte Fettsäuren und in Spuren Fettsäureester auftraten, kamen im Extrakt der Weibchen vorwiegend Formiate, Alkohole und Fettsäureester, aber auch Geranylester und Ketone vor. Ich vermute, dass die nachgewiesenen Ketone Pheromone sind. Für die Fettsäuren, Formiate und Fettsäureester ist sowohl eine Funktion als Lösemittel zur kontrollierten Freisetzung wahrscheinlich.

Das Bakterium Paracoccus sp. CP157 besitzt ein umfassendes Metabolom, welches bei Biotests eine antibakterielle Wirkung zeigte. Ich habe versucht, Verbindungen, welche die antibakterielle Wirkung verursachen durch Fraktionierung von Extrakten mittels HPLC/MS gepaart mit Biotests zu identifizieren. Mit der Methode wurden verschiedene potentiell aktive Verbindungen gefunden. Dazu wurden die Kandidaten mittels HRMS, HPLC/MS und GC/MS untersucht. Dabei konnten Hexadec-9-enoyl-l-homoserinlacton (J) mit dem zugehörigen HSME (K), Oktadec-11-enoyl-l-homoserin (Q), sowie 3-Hydroxyoctadecanoyll-homoserinlacton (L) mit dem zugehörigen HSME M nachgewiesen werden. Dies ist das erste Mal, das ein Hydroxy-AHL in Paracoccus-Bakterien nachgewiesen werden konnte. Außerdem wurde mit Verbindung N ein weiterer HSME gefunden der ebenfalls eine Hydroxy-Funktion haben könnte und ungesättigt ist. Die genaue Struktur konnte nicht aufgeklärt werden. Die unbekannten Strukturen wurden mittels Synthese bewiesen. Anschließend wurden das Metabolom von CP 157 mit dem Metabolom weiterer Paracoccus sp. verglichen. Dabei zeigte sich, dass sich die untersuchten Stämme in drei Cluster einordnen lassen. Außerdem unterscheiden sich die wirtsabhängigen Stämme C13 und DSM 14827T von den anderen Stämmen, was auf ein habitatsspezifisches Metabolom schließen lässt.

Die mit toxischen Algenblüten in Zusammenhang stehenden Dinoflagellat Porocentrum cordatum wurde auf toxische Verbindungen untersucht. Der Extrakt wurde in einer toxizitätsgeleiteten Fraktionierung untersucht. Die Ergebnisse wurden ausgewertet und vier potentiell toxische Verbindungen identifiziert. Die Strukturaufklärung dieser Verbindungen erfolgte dann mittels HRMS und Tandem-massenspektrometrie. Insgesamt konnten für drei von vier untersuchten Verbindungen Strukturvorschläge erarbeitet werden. Jedoch handelt es sich wahrscheinlich bei keiner der Verbindungen um ein Toxin. Es konnten jedoch erstmals AHLs in Dinoflagellaten nachgewiesen werden. Diese neuen Erkenntnisse eröffnen für die Zukunft weitere spannende Themenfelder.