Nudicauline – Indol-Phenylpropanoid Hybridalkaloide aus dem Islandmohn

Islandmohn (Papaver nudicaule) ist eine Blütenpflanze, die in nordischen Landschaften wächst. Der Wildtyp hat weiße oder blassgelbe Blütenblätter, während Gartensorten auch rote oder orangefarbene Blüten aufweisen. NMR-spektroskopische und massenspektrometrische Analysen der unterschiedlich gefärbten Blütenblätter ergaben, dass Anthocyanidine, Flavonoide und Nudicauline - neuartige Indol-Phenylpropanoid Hybridalkaloide - zur Pigmentierung beitragen. Die Nudicauline sind für die Färbung der gelben Blüten verantwortlich, was deren Attraktivität für bestäubende Insekten erhöhen könnte. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass Nudicauline ein pentazyklisches Grundgerüst besitzen (Schliemann et al., 2006, Phytochemistry 67, 191-201). Die Anordnung des Nudicaulin-Aglycons wurde revidiert, die relative chemische Struktur der Nudicauline I und II wurde nach umfangreichen NMR- und semisynthetischen Experimenten bestimmt. Die absolute Stereochemie konnte nach experimentellen CD-Messungen und quantenchemischen Berechnungen bestimmt werden (Tatsis et al., Organic Letters 2012, http://dx.doi.org/10.1021/ol303211w; Kooperation mit A. Schaumlöffel und Prof. G. Bringmann, Universität Würzburg). Das einzigartige Aglycon-Gerüst der Nudicauline, das sich aus einer Indol-Einheit und einem glykosylierten Phenylpropanoid-Rest zusammensetzt, weckt Interesse an weiteren biosynthetischen Studien. Retrobiosynthetische Untersuchungen in Kooperation mit W. Eisenreich, TU München, wurden mit 13CO2  als generellem Präkursor durchgeführt (Tatsis et al., ChemBioChem 2014, http://dx.doi.org/10.1002/cbic.201402109). Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass aus dem mittels 13C-NMR und MS analysierten Isotopolog-Profil biosynthetische Beziehungen zwischen den gemessenen Metaboliten abgeleitet und Rückschlüsse über die Biosynthesewege ermöglicht werden. Weitere 13C-Isotopen-Markierungs-Experimente und Genexpressionsanalysen laufen derzeit.