Phytochemische Untersuchungen der Afrikanischen Euphorbiaceen Antidesma membranaceum und Antidesma venosum

Einleitung
Als Naturstoffe (Sekundärmetabolite) werden niedermolekulare Produkte des Sekundärstoffwechsels (MW < 1500) in Pflanzen und niederen Organismen bezeichnet [1]. Diese Verbindungen haben keine Bedeutung für den Energiestoffwechsel und den Aufbau von Stützgewebe. Sie kommen in großer Anzahl und Strukturvielfalt vor, übernehmen Aufgaben, für die Pflanzen spezielle Organe fehlen (z.B. Schutz vor UV-Strahlung, Abwehr von Freßfeinden und Pathogenen, Kommunikation, m.E. Fortpflanzung...) [2] oder entstehen beim Metabolismus von Neben- und Abfallprodukten des Primärstoffwechsels, die von Pflanzen nicht aktiv ausgeschieden werden können. Eine eingeschränkte Diversität auf Zell- und Organebene führt hier zu einer immensen Diversität auf molekularer Ebene.
Etwa 80% der gegenwärtig bekannten Naturstoffe wurden aus Pflanzen isoliert [3], von denen jedoch nur ein kleiner Teil der geschätzten 400000-500000 Arten bisher chemisch untersucht oder pharmakologisch getestet wurde [4].
Die Nutzung von Naturstoffen als Therapeutika, Farb-, Duft- und Gewürzmittel durch den Menschen ist so alt wie die Menschheit selbst. So wurden z.B. bei der aus dem Neolithikum stammenden Gletscherleiche "Ötzi" antibiotisch wirksame Pilze (Birkensporlinge) gefunden [5].
Die Naturstoffchemie bildete die Grundlage der organischen Chemie und ist in ihrer Entwicklung eng mit dieser verknüpft.
Die Arbeiten Butenandts [6] über die Struktur und Wirkung von Steroidhormonen bilden die Grundlage der modernen Naturstoffchemie, die sich heute auf vier Schwerpunkte konzentriert:
• Strukturaufklärung
• Synthese
• Bioaktivitätsuntersuchungen
• Biosyntheseuntersuchungen.

Die ökonomisch wichtigste Anwendung der pflanzlichen Naturstoffchemie (Phytochemie) ist zweifellos die Suche nach neuen Leitstrukturen für die Pharmazie, den Pflanzenschutz und die Veterinärmedizin. Etwa 40 % aller Arzneimittel leiten sich von Naturstoffen ab [7]. Weitere, vor allem wissenschaftlich interessante Anwendungen sind z.B. die Chemotaxonomie, die chemische Physiologie, die chemische Ökologie, Untersuchungen zur chemischen Kommunikation und zur Funktion der Zelle und deren Organellen. Synergismen bestehen vor allem zur synthetischen organischen Chemie, zur analytischen Chemie und zur Entwicklung von Biotestsystemen.
Die Naturstoffchemie hat in den letzten Jahrzehnten einen dramatischen Wandel erfahren. Bis in die siebziger Jahre beruhte sie vorwiegend auf substanz- und arbeitsintensiven Abbaureaktionen. Die Verfügbarkeit von Hochfeld-NMR-Geräten und entscheidende Verbesserungen bei MS-, HPLC- und GC-Techniken erlauben heute die rasche Strukturaufklärung von unbekannten Verbindungen im mg-Maßstab. Allerdings sind selbst diese Techniken nicht in der Lage, den Substanzbedarf von automatisierten high throughput Testystemen zur Biotestung mit einem Durchsatz von tausenden Verbindungen am Tag zu befriedigen. Als Ausweg bietet sich der Aufbau von Naturstoffbanken aus Reinsubstanzen an, deren Strukturen möglichst vor der Isolierung durch die Kopplung der HPLC-Trenntechnik mit geeigneten spektroskopischen Methoden (hyphenated methods: LC-DAD, LC-MS/MS, LC-NMR) bestimmt und die dann durch vollautomatische Fraktionierungsautomaten isoliert werden [8]. Weitere Impulse für die Strukturaufklärung entstehen durch die Weiterentwicklung der Informationstechnologie, namentlich bei der Simulation substanzspezifischer Daten, der Datenbankentwicklung und der Informationsvernetzung (WWW) .
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Isolierung und Strukturaufklärung von Naturstoffen aus den afrikanischen Euphorbiaceen Antidesma membranaceum und A. venosum unter dem Gesichtspunkt der chemischen Physiologie, der biologischen Aktivität und der Chemotaxonomie. Die Möglichkeiten der Kopplung von HPLC mit UV, MS und NMR werden diskutiert.
Im Mittelpunkt der Arbeit stand die möglichst umfassende chemische Charakterisierung des Pflanzenmaterials.

[1] „Römpp Lexikon Naturstoffchemie“, herausgegeben von Steglich, W.; Fugmann, B.; Lang-Fugmann, S.; Georg Thieme Verlag Stuttgart 1997, 428, 581.
[2] Harborne, J. B.: „Ökologische Biochemie“,
Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Berlin, Oxford 1995.
[3] Nuhn, P.: „Naturstoffchemie“ 2. Auflage, Akademie-Verlag Berlin 1990, 23ff.
[4] Hostettmann, K.; Wolfender, J.-L.; Rodriguez, S.: Rapid detection and subsequent Isolation of Bioactive Constituents of Crude Plant Extracts,
Planta Medica 1997, 63, 2-10.
[5] Engeln, H.: Der Mann aus der Steinzeit, Geo 1996, 20, 65-94.
[6] Butenandt, A.: "Studies on sexual hormones" in: Nobel Lectures Chemistry 1922-1941, Elsevier Amsterdam 1966, 461-465.
[7] „Römpp Lexikon Chemie“, herausgegeben von Falbe, J.; Regnitz, M.; Georg Thieme Verlag Stuttgart 1998, 2851, 4262.
[8] Mellor, F.; God, R.; Bindseil, K. U.; Gumm, H.: Vollautomatische Isolierung von Naturstoffen, GIT Spezial Chromatographie 1997, 19-22.