Chemische und biochemische Methoden zum Aufbau bioaktiver Stickstoff-Heterozyklen

Bei der Gewinnung biologisch aktiver Naturstoffe stehen zwei grundlegend verschiedene Vorgehensweisen zur Verfügung. Die klassische Naturstoffsynthese bietet eine gute Möglichkeit, Substanzen in ausreichender Menge zu erhalten und Strukturanaloga zu generieren. Eine Alternative bietet die direkte Isolierung der gewünschten Verbindung aus dem produzierenden Organismus. Hierfür ist die Aufklärung der jeweiligen Biosynthese von großer Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wurde einerseits die Synthese stickstoffhaltiger Heterozyklen untersucht, während andererseits im zweiten Teil der Arbeit Untersuchungen zur Aufklärung der Biosynthese stickstoffhaltiger Verbindungen durchgeführt wurden. Die Zielmoleküle der Naturstoffsynthese waren die 2004 entdeckten Rostratine, Mykotoxine mit Diketopiperazingrundgerüst, die äußerst interessante biologische Eigenschaften aufweisen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine effiziente Methode zur Dimerisierung funktionalisierter zyklischer Aminosäuren entwickelt, die für die Synthese vieler Diketopiperazine eingesetzt werden kann. Des Weiteren konnte mittels einer intramolekularen Diels-Alder-Reaktion ein Zugang zu substituierten Hexahydroindolen entwickelt werden, die für die Totalsynthese der Rostratine essentiell sind. Der Naturstoffsynthese steht die Gewinnung biologisch aktiver Substanzen durch Fermentation gegenüber. Die Monoterpenindolalkaloide stellen eine wertvolle Substanzklasse dar, deren Biosynthese genauer untersucht werden sollte. Zunächst wurde ein Inhibitor für das Schlüsselenzym Strictosidin-Synthase synthetisiert, der für Cokristallstudien verwendet werden konnte. Zudem konnten erstmalig Tryptaminazide synthetisiert werden, die zur Photoaffinitätsmarkierung biosynthetischer Enzyme in Catharanthus roseus verwendet werden sollten und somit deren Identifizierung möglich macht.