Phytochemische Diversität in Hypericum (Johanneskraut)

Die angiosperme Pflanzengattung Hypericum (Clusiaceae) hat ca. 450 Arten, die bekannteste von allen ist H. perforatum L. (Johanniskraut). Diese Pflanzart ist seit langem in der traditionellen Medizin verwendet, und hat, weil die Extrakte in Europa und Nordamerika für milde bis moderate Depression genommen werden, einen starken ökonomischen Wert. Die Extrakte enthalten mehrere bioaktive Substanzen, wie Flavonoidglykoside, Naphthodianthrone (z.B. Hypericin und Pseudohypericin) und Acylphloroglucinolderivate (z.B. Hyperforin). Vom Pflanzenzüchter bis zur Pharmazeutischen Firma besteht ein grosses Interesse an der Identifikation von genetischen oder klimatischen Faktoren, die einen Einfluss auf das Substanzspektrum haben können. Der erste Teil des Projekts hat mit dem Einfluss der Reproduktionsbiologie auf die Phytochemie zu tun. Weil Samen durch sexuelle oder asexuelle Vorgänge erzeugt werden können, konnen die resultierenden Pflanzen komplexe genetische Verhältnisse aufweisen. Metabolomische Variation zwischen den Arten in einer Gattung, den Populationen in einer Art, und in Pflanzen einer Population sind bekannt, aber die Wirkung von genetischen Faktoren auf die Chemie einer Medizinalpflanzenart unter kontrollierten Bedingungen ist nicht oft untersucht. Es besteht die Möglichkeit, solch eine Studie mit einer Pflanzensammlung von H. perforatum (ca. 150 europäische und nordamerikanische Populationen) zu machen, die in Glashäusern des Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (Gatersleben, Deutschland) wachsen, und für welche die genetische Diversität und Reproduktionsstrategien bekannt ist. Teil eins des Projekts widmet sich der Untersuchung des metabolischen Profils dieser Pflanzen. Der zweite Teil des Projekts beschäftigt sich mit der Suche nach neuen Substanzen in Hypericum, die medizinischen Wert haben; ebenso soll die ökologische Rolle solcher Substanzen weiter erforscht werden. In einer früheren Untersuchung (Lise Meitner Forschungsprojekt: FWF M844-B05), wurden Acylphloroglucinolderivate mit vielversprechenden Aktivitäten gegen Bienenpathogene (Ascosphaera apis und Paenibacillus larvae), als auch in humanen Systemen (gegen den GABA-Rezeptor und 5-Lipoxygenase), identifiziert. In Teil zwei des Projekts sollen (I) weitere bioaktive Substanzen von Hypericum-Arten isoliert, (II) bioaktive Substanzen, die früher isoliert wurden, chemisch modifiziert, (III) zwei Bioassays gegen Bienenpathogene an der Karl-Franzen-Universität etabliert, und (IV) Änderungen im Sekundärmetaboliten Profil von Hypericum-Arten, die dem Einfluss von Herbivorie sowie chemischen Elizitoren ausgesetzt wurden, untersucht werden.