Talatisamin ist ein hochtoxisches Diterpen-Alkaloid und kommt unter anderem im buntem Eisenhut vor. Es ähnelt strukturell dem Aconitin, welches vorwiegend im blauem Eisenhut vorkommt. Die Ähnlichkeit der Stoffe liegt dem gleichen Grundgerüst zugrunde. Beide Stoffe gehören zu dem Aconitin-Typ der sogenannten Norditerpe oder auch C19-Diterpen-Alkaloide.
Eigenschaften Das Molekül weist das für die Stoffklasse charakteristische hexacyclische Ringsystem (Ringe A bis F) auf und hat 12 Stereozentren. Aufgrund des Wasserstoffs an C-7 wird Talatisamin dem Aconitin-Typ zugeordnet.
Isolierung Die Isolierung des Talatisamins erfolgt nach dem klassischen Verfahren der Alkaloidisolierung aus dem frühen 19. Jahrhundert.
Hierzu wird zuerst das Pflanzenmaterial (beispielsweise aus buntem Eisenhut) extrahiert und anschließend wird eine säulenchromatographische Trennung durchgeführt.
Totalsynthese Die erste Totalsynthese des Talatisamin wurde in den 1970er Jahren durch Wiesner entwickelt.
2020 publizierte Inoue eine retrosynthetische Strategie und 2021 publizierte Wong eine Synthese durch eine Fragmentkopplungsstrategie.
zentriert|mini|500x500px|Retrosynthetischer Ansatz der Totalsynthese von (-)-Talatisamin nach Wong (2021)
Biosynthese Die Biosynthese erfolgt ausgehend von Isopren-Einheiten. Dabei wurden zwei verschiedene Synthesewege des Isopentenylpyrophosphat und Dimethylallylpyrophosphat gefunden. Diese stellen die Ausgangsstoffe der Biosynthese dar.
Mevalonat-Weg Methylerythritolphosphatweg
Nach beiden Wegen wird das Dimethylallylpyrophosphat und mehrere Einheiten Isopentenylpyrophosphat zuerst zu Geranylpyrophosphat, dann zu Farnesylpyrophosphat und abschließend Geranylgeranylpyrophosphat verlängert.
Dieses wird dann durch verschiedene enzymatische Schritte (wie Zyklisierung und Oxidation) zuerst in ein C20-Diterpenalkaloid-Grundgerüst umgewandelt. Von dort ausgehend kann durch Reduktion ein C19-Diterpenalkaloid-Grundgerüst erhalten werden. Dieses wird durch anschließende Funktionalisierung zu einem ausgereiften C19-Diterpen-Alkaloid, wie beispielsweise Talatisamin.
Literatur K. Wiesner, Pure and Applied Chemistry 1975, 41, 93–112 Kamakura, D.; Todoroki, H.; Urabe, D.; Hagiwara, K.; Inoue, M. (2020): Total Synthesis of Talatisamine. In: Angewandte Chemie International Edition, 59(2), 479–486.
Zhao, D. et al. (2018): Biosynthesis of the C19-Diterpenoid Alkaloids. In: Phytochemistry, 152, 113–124. D. Zhao et al., Journal of Integrative Plant Biology 2023, 65, 2320–2335 Xing, Z. et al. (2023): Therapeutic Potential of Aconitine-Type Alkaloids in Cardiovascular Diseases. In: International Journal of Molecular Sciences, 24(6), 5838. In The Alkaloids: Chemistry and Biology, Bd. 69, Elsevier, 2010, S. 1–577. G. M. König et al., Diterpene, de, 2008. P. M. Dewick, Medicinal natural products: a biosynthetic approach, 3rd edition, Wiley, A John Wiley und Sons, Ltd., Publication, Chichester, West Sussex, United Kingdom, 2009. O. Kayser, N. J. H. Averesch in Technische Biochemie, Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden, 2024, S. 157–185.
Weblinks Aconitum variegatum – Pflanze der Woche (TU Dresden) Bunter Eisenhut auf FloraWeb – Informationen zur Quellpflanze
Einzelnachweise
Kategorie:Polycyclische aliphatische Verbindung Kategorie:Cyclohexan Kategorie:Cyclopentan Kategorie:Cyclohexanol Kategorie:Cyclopentanol Kategorie:Piperidin Kategorie:Ethylamin Kategorie:Methoxyverbindung