Isolierung und Strukturaufklärung peptidischer und niedermolekularer bioaktiver Naturstoffe mittels LC/ESI-MS und GC/MS

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Im Rahmen der vorliegenden Habilitationsschrift, die auf 13 Original- und Übersichtsarbeitenberuht, werden Beiträge zur Isolierung und Strukturaufklärung peptidischer undniedermolekularer bioaktiver Naturstoffe mittels LC/ESI-MS und GC/MS kumulativvorgestellt:Der erste Teil dieser Arbeit ist der Isolierung und Sequenzierung neuer und bereitsbekannter Peptaibiotika nicht-ribosomal biosynthetisierter, alpha,alpha-dialkylaminosäurehaltigerPeptidantibiotika aus Pilzen gewidmet. Im Mittelpunkt standen hierbei die Suche nachneuen peptidischen Wirkstoffen für einen potentiellen Einsatz in der Medizin bzw. imbiologischen Pflanzenschutz sowie die Bedeutung der gefundenen Sekundärmetaboliten fürdie moderne Pilztaxonomie. Unter Verwendung moderner massenspektrometrischerVerfahren wie der HPLC-gekoppelten ESI-Quadrupol/TOF-Hybrid-MS mit Pulsarfunktion(ESI-QqTOF-MS), der Kopplung der nicht-wäßrigen Kapillarelektrophorese (NACE) mitESI-MS und der HPLC-gekoppelten ESI-Ionenfallen-MS (ion trap, IT) sowie einerpeptaibiomischen Vorgehensweise als neuartigem methodisch-analytischem Ansatz wurdenaus Pilzen der Gattung Trichoderma/Hypocrea etwa 100 größtenteils neue Sequenzen linearerPeptaibiotika ermittelt. Diese fielen entweder durch ihre neuroleptische Aktivität oder ihreantifungale Wirkung auf die Erreger latenter Rebholzkranheiten der Weinrebe auf. Erstmaligwurde über den Nachweis von N-terminalem Pyroglutamat und C-terminalem L-Alaninol alsneue Strukturelemente von Peptaibiotika berichtet. Die Kombination von phylogenetischmolekulartaxonomischerMethoden mit modernen massenspektrometrischen Verfahren führtezur Beschreibung des Brevicompactum-Cladus als neuem Zweig mit vier neuen Arten(Trichoderma arundinaceum, T. protrudens, T. turrialbense und Hypocrea/Trichodermarodmanii) im Stammbaum der Gattung Trichoderma/Hypocrea. Außerdem wird auf neuebzw. ungewöhnliche Produzenten, Strukturelemente und Baupläne von Peptaibiotika, so z. B.die neue Unterfamilie der Cyclopeptaibiotika, eingegangen, die Geschichte und Perspektivender Peptaibiotikaforschung werden beleuchtet sowie das Vorkommen von alpha,alpha-Dialkylaminosäuren in der belebten und unbelebten Natur thematisiert. Schließlich wurdendie Trifluoracetolyse und die sich anschließende Analyse der Spaltprodukte mittels ESI-MSals geeignetes Verfahren zur Sequenzierung und Strukturaufklärung von Modellpeptiden undPeptaibiotika untersucht und ein repetitiver Spaltmechanismus für homo-Aib-haltige Peptideund Peptaibiotika postuliert.Der zweite Teil der Arbeit stellt die Kopplung von HPLC und hochauflösender ESIMassenspektrometrieals eine unentbehrliche Komplementärtechnologie für die GC/MS beimso genannten Metabolic Profiling am Beispiel von Arabidopsis thaliana als pflanzlichenModellorganismus dar.Der dritte Teil der Arbeit beleuchtet die Perspektiven der Peptaibiotikaforschung imnächsten Jahrzehnt sowie die Massenspektrometrie als analytische Hochleistungsmethode inden Lebenswissenschaften.Zusammenfassend ist die Massenspektrometrie als derzeit vielseitigster undleistungsfähigster Zweig der Bioanalytik einzuschätzen, deren interdisziplinäre Rolle undBedeutung für die Lebenswissenschaften in den kommenden Jahren noch weiter wachsenwird.

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