Totalsynthese des marinen Diterpenoids Elisabethin A

Elisabethin A ist ein mariner Naturstoff, der erstmals im Jahr 1998 zusammen mit weiteren Verwandten aus dem Extrakt einer Gorgonienkoralle isoliert werden konnte. Die Mitglieder der Naturstoffklasse dieser sogenannten Elisabethane weisen seltene Kohlenstoffgerüste auf und es zeigte sich, dass sie zahlreiche biologische Aktivitäten aufweisen und entzündungshemmend, antibakteriell sowie zytotoxisch wirken. Die pharmakologischen Eigenschaften von Elisabethin A selbst sind jedoch bisher nicht untersucht worden. Ihre Aufklärung könnte im Angesicht der prinzipiell vielversprechenden Bioaktivitäten dieser Naturstoffklasse zur Entwicklung neuer Arzneistoffe beitragen. Für dieses Vorhaben wäre die Entwicklung eines Verfahrens zur synthetischen Herstellung von Elisabethin A äußerst hilfreich, da sich die Isolation natürlichen Materials sehr aufwendig gestaltet und zudem nicht die benötigten Mengen zur Verfügung stellen kann. So wurde in der Vergangenheit bereits mehrfach versucht, eine synthetische Route zur Totalsynthese von Elisabethin A zu etablieren, die bislang allesamt erfolglos waren. Daher soll im Rahmen dieses Projekts mithilfe einer neuartigen, variablen Synthesestrategie die künstliche Herstellung des Zielmoleküls ermöglicht werden, um nachfolgend zum einen dessen biologische Aktivitäten aufzuklären und zum anderen den Zusammenhang zwischen verschiedenen Strukturelementen und deren pharmakologischen Wirkungsweisen zu untersuchen.

Elisabethin A ist ein mariner Naturstoff, der im Jahr 1998 erstmalig aus einer Koralle isoliert wurde und zu einer besonderen Gruppe chemischer Verbindungen gehört, die für ihre außergewöhnliche Struktur bekannt sind. Einige verwandte Substanzen dieser Gruppe haben entzündungshemmende, antibakterielle und zellschädigende Eigenschaften gezeigt. Ob Elisabethin A ähnliche Wirkungen besitzt, ist jedoch bislang unklar, da der Stoff aufgrund der geringen verfügbaren Menge und der noch nicht erfolgten künstlichen Herstellung im Labor nicht umfassend untersucht werden konnte. Ziel des Projekts war es, erstmals einen Weg zu entwickeln, um Elisabethin A vollständig synthetisch herzustellen - eine große wissenschaftliche Herausforderung. Frühere Versuche, dieses Molekül nachzubauen, scheiterten hauptsächlich aufgrund der außergewöhnlich komplexen Struktur von Elisabethin A. Unser Ansatz bestand darin, gezielt chemische Reaktionen zu nutzen, um die komplexe Struktur des Moleküls effizient und präzise aufzubauen. Der Erfolg bei der synthetischen Herstellung von Elisabethin A würde nicht nur einen Durchbruch in der Chemie darstellen, sondern auch neue Perspektiven für die biologische Forschung eröffnen. So könnte erstmals untersucht werden, ob Elisabethin A potenziell für medizinische Anwendungen von Interesse ist. In enger Zusammenarbeit mit Biochemikerinnen und Biochemikern soll geprüft werden, ob dieser Stoff für die Entwicklung neuer Medikamente geeignet ist. Darüber hinaus bietet unsere Methode die Möglichkeit, ähnliche Verbindungen mit leicht veränderter Struktur herzustellen. Dies würde es ermöglichen, Struktur-Wirkungs-Beziehungen besser zu verstehen und potenzielle neue Wirkstoffe zu entdecken. Obwohl es zum Abschluss des Projekts noch nicht gelungen ist, Elisabethin A vollständig synthetisch herzustellen, konnte gezeigt werden, dass die entwickelte Strategie für den Aufbau der komplexen Grundstruktur von Elisabethin A geeignet ist. Die zukünftige Forschung der Forschungsgruppe von Thomas Magauer wird darauf abzielen, die künstliche Herstellung von Elisabethin A erfolgreich umzusetzen und anschließend seine biologischen Eigenschaften zu untersuchen.