2a Phenylpropanoide I

Wie sehen Phenylpropan, L-Phenylalanin und Zimtsäure schematisch aus? Zeichne sie.

Phenylpropan: C6H5-CH2-CH2-CH3;

L-Phenylalanin: C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH (L-Konfiguration);

Zimtsäure: C6H5-CH=CH-COOH.

C6 = Benzolring, C3 = die drei C-Atome der Seitenkette einschliesslich Carboxyl-C.

Was sind Phenylpropanoide und welche wichtigen Stoffklassen gehören dazu?

• Pflanzliche Naturstoffe mit einem aus Phenylalanin abgeleiteten C6-C3-Grundbaustein.

• Dazu gehören unter anderem Zimtsäurederivate, Cumarine und Lignane;

• auch Flavonoide und Stilbene nutzen diesen Baustein.

Wie unterscheiden sich p-Cumar-, Kaffee-, Ferula- und Sinapinsäure am aromatischen Ring?

Welche phenolischen bzw. phenylpropanoiden Stoffe können in ätherischen Ölen vorkommen? (Folien 2, 8, 13)

Phenole: z. B. Thymol und Eugenol.

Kleine Phenylpropanoide: z. B. trans-Anethol und Zimtaldehyd.

Achtung: Anethol und Zimtaldehyd haben keine freie phenolische OH-Gruppe;

Thymol ist biosynthetisch ein Terpen.

Wie hängen Phenylalanin, Zimtsäure und Benzoesäurederivate zusammen? (sehr wichtig)

Phenylalanin liefert Zimtsäure (C6-C3). Durch Verkürzung der Seitenkette können C6-C1-Verbindungen wie Benzoesäurederivate entstehen; Salicylsäure ist ein hydroxyliertes Benzoesäurederivat.

Was ist Lignin und woraus besteht es?

Lignin ist ein grosses, unregelmässig verknüpftes Polymer aus vielen Phenylpropanoid-Bausteinen, z. B. Cumaryl- und Coniferylalkohol.

Es trägt zur Verholzung und Festigkeit pflanzlicher Zellwände bei; vor allem Pilze können es abbauen, aber auch Bakterien

Was kennzeichnet phenolische Verbindungen und weshalb sind sie analytisch wichtig?

• Sie besitzen ein aromatisches Ringsystem mit mindestens einer direkt gebundenen OH-Gruppe;

• im weiteren Sinn zählen auch deren Ether, Ester und Glykoside dazu

• Pflanzenspezifische Phenolmuster dienen zur Identifizierung von Arzneidrogen. Phenole sind wichtige Leistoffe in Analytik

Welche physikalisch-chemischen Eigenschaften sind bei phenolischen Verbindungen wichtig?

• Die Löslichkeit hängt von der Struktur ab:

• lipophile Vertreter, polare Glykoside, wasserlösliche Salze oder grosse Gerbstoffe - Hochmolekulare Verbindungen.

• Freie phenolische OH-Gruppen sind schwach sauer;

• viele Phenole sind oxidationsempfindlich und können Bräunungsreaktionen eingehen.

Warum ist Phenol saurer als ein gewöhnlicher Alkohol?

• Nach Abgabe von H+ wird die negative Ladung des Phenolats durch Mesomerie stabilisiert.

• Phenol hat einen pKa von etwa 10, Cyclohexanol von etwa 16;

• der kleinere pKa bedeutet die stärkere Säure.

Über welche Biosynthesewege entstehen pflanzliche aromatische Naturstoffe?

• Shikimatweg;

• Acetat/Malonat- bzw. Polyketidweg;

• seltener Aromatisierung terpenoider Vorstufen.

• Mischbiosynthesen kombinieren Wege, z. B. Shikimat- und Polyketidweg bei Flavonoiden.

Ist Zimtsäure Vorstufe der aromatischen Aminosäuren oder umgekehrt?

• Umgekehrt: Shikimatweg → Chorismat → Phenylalanin → Zimtsäure.

• Phenylalanin ist eine aromatische Aminosäure des Primärstoffwechsels und liefert den Ausgangspunkt für viele Phenylpropanoide des Sekundärstoffwechsels.

Was sind die Ausgangsstoffe und wichtigen Zwischenstufen des Shikimatweges?

• Phosphoenolpyruvat (PEP) + Erythrose-4-phosphat → DAHP → 3-Dehydrochinat → 3-Dehydroshikimat → Shikimat.

• Die erste Reaktion katalysiert die DAHP-Synthase.

Welches Enzym hemmt Glyphosat und warum schädigt dies Pflanzen?

• Glyphosat hemmt die 5-Enolpyruvylshikimat-3-phosphat-Synthase (EPSP-Synthase)

• Dadurch fehlen Chorismat und daraus gebildete aromatische Aminosäuren sowie weitere Stoffwechselprodukte

• Proteinsynthese, Wachstum und Abwehr werden beeinträchtigt

Wie entstehen Phenylalanin und Tyrosin aus Chorismat?

Welche zwei wichtigen Stoffe werden mit Sternanis verknüpft?

• Illicium verum = Sternanis liefert Shikimisäure als Ausgangsstoff für Partialsynthesen, z. B. von Oseltamivir (Tamiflu).

• trans-Anethol ist ein charakteristisches Anis-Duftmolekül und gehört zu den Phenylpropanoiden.

Welche drei Grundtypen der Phenylpropane sollte man strukturell erkennen?

Was bedeutet die α,β-ungesättigte Doppelbindung der Zimtsäure?

In C6H5-CH=CH-COOH liegt die Doppelbindung zwischen dem α- und β-C-Atom relativ zur Carboxylgruppe.
Sie ist mit dem aromatischen Ring und der Carbonylgruppe konjugiert.

Wie zeichnet man Gallussäure und Protocatechusäure?

• Beide sind Benzoesäurederivate: COOH an Ringposition 1.

• Gallussäure besitzt OH-Gruppen an 3, 4 und 5

• Protocatechusäure an 3 und 4

• Gallussäure ist ein wichtiger Baustein hydrolysierbarer Gerbstoffe.

Wie ist Chinasäure aufgebaut und weshalb ist sie nicht aromatisch?

• Chinasäure = 1,3,4,5-Tetrahydroxycyclohexan-1-carbonsäure: gesättigter Sechsring mit COOH und vier OH-Gruppen.

• Ihr fehlt ein durchgehend konjugiertes π-Elektronensystem; mehrere OH-Gruppen allein machen einen Ring nicht aromatisch.

An welchen Stellen zweigen China-, Gallus- und Protocatechusäure vom Shikimatweg ab?

Chinasäure entsteht durch Reduktion von 3-Dehydrochinat.

Aus 3-Dehydroshikimat entstehen Gallussäure durch Oxidation/Aromatisierung bzw. Protocatechusäure durch Wasserabspaltung/Aromatisierung.

Was ist Chlorogensäure und welche Bedeutung hat sie?

• Chlorogensäure ist ein Ester aus Kaffeesäure und Chinasäure,

• Sie kommt z. B. in Kaffee vor, beeinflusst dessen Eigenschaften und dient als analytisch relevanter Inhaltsstoff vieler Arzneidrogen.

• wichtiger Vertreter ist Chlorogensäure

In welcher Form kommen Zimtsäurederivate in Pflanzen häufig vor?

Meist verestert statt als freie Säuren, z. B. Kaffeesäure mit Chinasäure als Chlorogensäure.

Durch die jeweilige Alkoholkomponente entstehen unterschiedliche Naturstoffe.

Wie wird aus Phenylalanin Zimtsäure und welches Enzym katalysiert dies?

Die Phenylalanin-Ammoniak-Lyase (PAL) eliminiert NH3 aus L-Phenylalanin. Dabei entsteht die Seitenketten-Doppelbindung

Wie führt der vereinfachte Biosyntheseweg von Zimtsäure zu Ferulasäure?

wichtig!

Warum ist PAL ein Schlüsselenzym des Phenylpropanoidstoffwechsels?

PAL katalysiert den Eintritt von Phenylalanin in die Bildung stickstofffreier Phenylpropanoide.

Sie beeinflusst damit die Verteilung von Phenylalanin zwischen Primär- und Sekundärstoffwechsel.

Welche „Melisse“ ist pharmazeutisch gemeint und was ist die Droge?

• Melissa officinalis (Zitronenmelisse)

• Familie Lamiaceae

• Melissae folium = getrocknete Laubblätter

• Goldmelisse (Monarda didyma)

• vietnamesische Melisse (Elsholtzia ciliata)

Welche wichtigen Inhaltsstoffe enthalten Melissenblätter?

Vor allem Hydroxyzimtsäurederivate, insbesondere Rosmarinsäure;

daneben Chlorogen-, Kaffee-, Ferula- und p-Cumarsäure.

Zusätzlich ätherisches Öl und kleinere Mengen weiterer Stoffe wie Flavonoide und Triterpene.

Aus welchen beiden Bestandteilen besteht Rosmarinsäure?

• Rosmarinsäure ist der Ester aus Kaffeesäure und (R)-3,4-Dihydroxyphenylmilchsäure.

• Beide Bestandteile besitzen ein C6-C3-Gerüst; Rosmarinsäure ist aber kein klassisches β-β-verknüpftes Lignan.

Welche Anwendungen von Melissenblättern nennt die Vorlesung?

• Beruhigend bei nervös bedingten Einschlafstörungen

• krampflösend und blähungslindernd bei funktionellen Magen-Darm-Beschwerden

• Wässrige Extrakte werden ausserdem topisch gegen Herpes labialis eingesetzt

Wie wird die topische antivirale Wirkung von Melissenextrakt erklärt?

Postuliert wird eine Hemmung der Virusadsorption: Rosmarinsäure und andere Polyphenole behindern das Anheften von Herpes-simplex-Viren an Wirtszellen und damit deren Eintritt. Es handelt sich um einen postulierten Mechanismus des Extrakts.

Welche Pflanze und welche Droge gehören zu Cynarae folium?

• Artischocke: Cynara scolymus

• Familie Asteraceae

• Die Droge besteht aus den getrockneten Grundblättern

Welche wichtigen Inhaltsstoffe enthalten Artischockenblätter?

Caffeoylchinasäuren, vor allem Chlorogensäure und 1,5-O-Dicaffeoylchinasäure; ausserdem Flavonoide und Sesquiterpenlactone, besonders Cynaropicrin.

Was ist der Unterschied zwischen 1,5-O-Dicaffeoylchinasäure und Cynarin?

1,5-O-Dicaffeoylchinasäure ist ein genuiner Pflanzeninhaltsstoff.

Cynarin ist 1,3-O-Dicaffeoylchinasäure und entsteht laut Folie vor allem durch Umesterung während der Extraktion.

Was bedeutet die choleretische Wirkung von Artischockenextrakt und wozu wird er angewendet?

• Choleretisch bedeutet: Förderung der Bildung bzw. Sekretion von Gallenflüssigkeit.

• die Anwendung bei dyspeptischen Beschwerden, z. B. Völlegefühl und Verdauungsbeschwerden.
  umfassen einen Sammelbegriff für wiederkehrende Beschwerden im Bereich des Oberbauchs

Welche weiteren Effekte werden Artischockenextrakten zugeschrieben?

• Antioxidative Effekte

• eine lipidsenkende Wirkung

• Hemmung der LDL-Oxidation und der HMG-CoA-Reduktase durch Luteolin

• Das Gesamtprofil wird auf das Zusammenspiel von Caffeoylchinasäuren und Flavonoiden zurückgeführt

Was sind Cumarine und wie hängen sie mit Zimtsäurederivaten zusammen?

• Cumarine sind Lactone von ortho-hydroxylierten cis-Zimtsäuren (2-Hydroxy-Z-Zimtsäuren).

• Die OH-Gruppe neben der Seitenkette reagiert mit deren Carboxylgruppe zum Ring.

• Die strukturelle und biosynthetische Verwandtschaft zu Zimtsäurederivaten ist real.

Welche Grundbegriffe und Eigenschaften sollte man bei Cumarinen kennen?

Grundgerüst: 1,2-Benzopyron; Umbelliferon = 7-Hydroxycumarin.

Es gibt polare Glykoside und lipophile Vertreter.

Alkalisches Milieu kann den Lactonring zum Salz der Hydroxycarbonsäure öffnen.

Wie entsteht Umbelliferon aus p-Cumarsäure?

p-Cumarsäure wird zusätzlich ortho zur Seitenkette hydroxyliert. Im dargestellten Weg folgen Glykosylierung, trans→cis-Isomerisierung und Zuckerabspaltung. Die freie ortho-OH-Gruppe bildet mit COOH spontan einen Lactonring: Umbelliferon entsteht unter Wasserabspaltung.

Warum wirkt der Zucker bei der Cumarinbiosynthese als „Schutzgruppe“?

• Die Glykosylierung blockiert vorübergehend die für den Ringschluss benötigte phenolische OH-Gruppe.

• Erst nach enzymatischer Abspaltung des Zuckers ist sie frei und kann mit der Carboxylgruppe zum Lacton reagieren.

Warum können Cumarine fluoreszieren und als Fluorophore dienen?

• Ihr relativ starres, konjugiertes π-System kann Licht absorbieren und Energie als längerwelliges Licht abgeben.

• Substituenten und pH beeinflussen die Fluoreszenz

• Umbelliferon zeigt starke blaue Fluoreszenz und eignet sich z. B. als analytischer Marker.

Wie riecht Cumarin und welche typische Quelle nennt die Folie?

• Charakteristisch süsslich nach Heu bzw. Waldmeister.

• Eine typische Quelle ist die Tonkabohne von Dipteryx odorata

• freies Cumarin kann erst beim Trocknen aus Vorstufen entstehen.

Welche Kernaussage zeigt der Vergleich des Cumarinmetabolismus bei Mensch und Tier?

• Unterschiedliche Stoffwechselwege können unterschiedliche Toxizität verursachen.

• die 7-Hydroxylierung beim Menschen anderen Wegen bei Ratte/Hund gegenüber. Daraus darf man keine generelle Unbedenklichkeit von Cumarin ableiten.

Was ist Meliloti herba?

• Steinkleekraut: Blätter und blühende Zweige von Melilotus officinalis und M. altissimus

• Familie Fabaceae.

• Es enthält Cumarin und glykosidisch gebundene Cumarinvorstufen.

Warum kann der Cumaringehalt beim Trocknen von Steinklee zunehmen?

• Cumarin liegt zunächst in Form glykosidischer Vorstufen vor.

• Nach Isomerisierung und Spaltung durch β-Glucosidase wird die ortho-OH-Gruppe frei; anschliessend entsteht durch spontanen Ringschluss Cumarin.

Warum liefert heisse bzw. kalte Wasserextraktion von Steinklee unterschiedliche Produkte?

• Heisses Wasser inaktiviert das spaltende Enzym: überwiegend cis-o-Cumarsäure-β-D-Glucosid bleibt erhalten.

• In kaltem Wasser kann β-Glucosidase den Zucker abspalten; die freie Vorstufe cyclisiert zu Cumarin.

Wie entsteht Dicumarol in verdorbenem Steinklee und was wurde dadurch beobachtet?

• Unter Schimmelpilzeinwirkung entsteht Dicumarol aus Melilotsäure, nicht einfach aus Cumarin.

• Tiere entwickelten nach Verzehr starke Blutungen („sweet clover disease“); diese Beobachtung führte zur Entwicklung von Cumarin-Antikoagulanzien.

Welche Arzneistoffklasse wurde durch Dicumarol inspiriert?

Vitamin-K-Antagonisten mit Cumarinstruktur, z. B. Warfarin und Phenprocoumon. Sie vermindern die Bildung funktionsfähiger Vitamin-K-abhängiger Gerinnungsproteine. Einfaches Cumarin ist nicht mit diesen Antikoagulanzien gleichzusetzen.

Wie wirken Dicumarol und Warfarin biochemisch?

• Sie hemmen die Regeneration von reduziertem Vitamin K über die Vitamin-K-Epoxidreduktase.

• Dadurch fehlt der Cofaktor für die γ-Carboxylierung von Glutamatresten;

• neu gebildete Gerinnungsproteine sind nicht ausreichend funktionsfähig.

Welche Gerinnungsproteine betrifft die Vitamin-K-Hemmung?

• Die Gerinnungsfaktoren II (Prothrombin), VII, IX und X

• sowie die antikoagulatorischen Proteine C und S.

• Wichtig: Carboxylierung ermöglicht ihre normale Funktion; sie ist nicht mit der späteren proteolytischen Aktivierung der Gerinnungsfaktoren gleichzusetzen.

Warum wirken Vitamin-K-Antagonisten nicht unmittelbar in einer Blutprobe?

• Sie beeinflussen die Reifung neu gebildeter Gerinnungsproteine in der Leber

• Bereits vorhandene Faktoren werden nicht direkt ausgeschaltet

• deshalb wirken sie verzögert und sind keine unmittelbar wirksamen In-vitro-Antikoagulanzien

Welche Furanocumarine wirken photosensibilisierend und wo kommen sie vor?

• Psoralen, Xanthotoxin (= 8-Methoxypsoralen, 8-MOP) und Bergapten (= 5-Methoxypsoralen).

• Sie kommen z. B. in Angelica archangelica vor und erhöhen die Empfindlichkeit der Haut gegenüber Licht

• Pflanzenkontakt kann Photodermatitis auslösen.

Was bedeutet PUVA und welcher Naturstoff wird dabei verwendet?

PUVA = Psoralen + UVA-Bestrahlung.

Verwendet wird z. B. 8-Methoxypsoralen (Xanthotoxin). Nach Lichtaktivierung entstehen DNA-Addukte und Vernetzungen; dadurch wird unter anderem die Zellvermehrung gehemmt, etwa bei Psoriasis.

Was sind DNA-Addukte und Crosslinks bei der Wirkung von 8-Methoxypsoralen?

Ein Addukt ist eine kovalente Bindung des lichtaktivierten Psoralens an eine DNA-Base, besonders Thymin. Nach weiterer Photoreaktion kann es beide DNA-Stränge verknüpfen (Crosslink); dies behindert Strangtrennung, Replikation und Zellteilung besonders stark.

Welche Risiken folgen aus dem Wirkmechanismus der PUVA-Therapie?

• Akut starke phototoxische Hautreaktionen bis zu Verbrennungen.

• DNA-Schäden können langfristig Mutationen und ein erhöhtes Hautkrebsrisiko verursachen.

• Die therapeutische Wirkung und die Risiken beruhen beide auf der lichtabhängigen Reaktivität.

Wie unterscheiden sich systemische und topische PUVA?

• Systemisch: Psoralen wird vor der Bestrahlung oral gegeben.

• Topisch: Anwendung auf der Haut als Creme oder Bad, danach UVA-Bestrahlung.

• Die Folie nennt bei der oralen Anwendung etwa zwei Stunden Abstand.

Welche Beispiele zeigen Cumarine als Ausgangspunkte der Arzneimittelforschung?

Novobiocin: Antibiotikum aus Streptomyces;

Ensaculin: untersuchter, aber laut Folie nicht erfolgreicher Alzheimer-Wirkstoffkandidat. Korrektur zur Folie: Streptomyces sind Bakterien, keine Pilze.

Welche Cumarin-Klassen nennt das Skript?

Aus wie vielen Phenylpropanoid-Einheiten bestehen Lignane und wie unterscheiden sie sich von Lignin?

Klassische Lignane sind Dimere aus zwei C6-C3-Einheiten, typischerweise β-β-verknüpft.

Lignin ist dagegen ein grosses, heterogenes Polymer aus vielen Bausteinen. „Lignan“ und „Lignin“ sind nicht dasselbe.

Welche Bausteine sind für Lignane wichtig und wie entstehen sie?

• Coniferylalkohol und Sinapinalkohol

• ihre Glucoside heissen Coniferin bzw. Syringin.

• Die Alkohole entstehen durch Reduktion der CoA-aktivierten entsprechenden Zimtsäurederivate.

Warum werden Carbonsäuren in Biosynthesen häufig mit CoA-SH aktiviert?

Unter Energieverbrauch entsteht ein reaktiver Thioester, z. B. R-CO-SCoA.

Die aktivierte Acylgruppe lässt sich leichter übertragen, reduzieren oder in weiteren Biosynthesereaktionen umsetzen als die freie Carbonsäure.

Was fällt beim Vergleich von Pinoresinol und Honokiol auf?

Pinoresinol besitzt eine β-β-Verknüpfung und zwei sauerstoffhaltige Fünfringe (Furofuran-/Bisepoxy-Typ), z. B. in Oliven.

Honokiol aus Magnolien besitzt direkt verknüpfte aromatische Ringe (Biphenyl) mit Allylseitenketten; im engeren Sinn ist es ein Neolignan.

Was sind Enterolignane und wie entstehen sie?

• Enterodiol und Enterolacton sind Umwandlungsprodukte pflanzlicher Nahrungslignane.

• Darmbakterien wandeln Vorläufer aus z. B. Vollkorngetreide, Ölsamen, Beeren und Hülsenfrüchten um; die Darmmikrobiota beeinflusst daher ihre Bildung.

Warum sind Enterodiol und Enterolacton pharmakologisch interessant?

• Sie können als Phytoöstrogene hormonelle Signalwege beeinflussen.

• beschreibt Zusammenhänge zwischen höheren Enterolactonspiegeln und geringerem Auftreten bestimmter Tumoren;

• eine solche Korrelation beweist keine ursächliche Schutzwirkung.

Was ist das Grundprinzip der Podophyllotoxinbiosynthese?

Phenylalanin → Coniferylalkohol → Kopplung zu Pinoresinol → weitere Umwandlungen über Lariciresinol, Secoisolariciresinol und Matairesinol → cyclische Lignane bis zu Podophyllotoxin. Zwei Phenylpropanoid-Einheiten bilden das Grundgerüst.

Was ist Podophyllin und aus welcher Pflanze wird es gewonnen?

• Podophyllin ist ein Harzgemisch aus dem Rhizom von Podophyllum peltatum (Maiapfel, Berberidaceae)

• gewonnen durch ethanolische Extraktion und Fällung.

• Auch P. emodi wird genannt

• Podophyllin ist nicht identisch mit dem Einzelstoff Podophyllotoxin.

Welche wichtigen Inhaltsstoffe enthält Podophyllin?

Vor allem Lignane: Podophyllotoxin sowie α- und β-Peltatin; daneben Quercetin. Für das Harz von P. peltatum nennt die Folie ungefähr 20 % Podophyllotoxin.

Wie wirkt Podophyllotoxin und welche Anwendung nennt die Folie?

• Es hemmt die Tubulinpolymerisation.

• Dadurch kann sich die mitotische Spindel nicht normal bilden und die Zellteilung wird blockiert.

• Genannt wird die topische Anwendung gegen Genital-/Feigwarzen;

• die Wirkung ist zellteilungshemmend, nicht direkt virustötend.

Wie unterscheiden sich Etoposid und Teniposid von Podophyllotoxin im Wirkmechanismus?

• Etoposid und Teniposid sind halbsynthetische Derivate für die Tumortherapie.

• Ihr Angriffspunkt ist Topoisomerase II statt Tubulin

• sie stabilisieren den Komplex aus Enzym und geschnittener DNA und verhindern deren Wiederverknüpfung.

Warum ist die Entwicklung von Etoposid und Teniposid ein wichtiges Naturstoff-Arzneimittel-Beispiel?

Der Naturstoff Podophyllotoxin lieferte das Grundgerüst.

Chemische Veränderungen führten jedoch zu Arzneistoffen mit einem anderen molekularen Angriffspunkt: Tubulinhemmung → Topoisomerase-II-Schädigung. Ein Naturstoffderivat muss also nicht gleich wirken wie sein Ausgangsstoff.

Welche normale Aufgabe hat Topoisomerase II?

Sie erzeugt vorübergehend einen DNA-Doppelstrangbruch, schleust einen anderen DNA-Abschnitt hindurch und verknüpft die Schnittstellen wieder. So verändert sie die DNA-Topologie und ermöglicht unter anderem Replikation und Chromosomentrennung.

Warum führen Etoposid und Teniposid zu DNA-Schäden?

Sie stabilisieren den normalerweise kurzlebigen Spaltkomplex aus Topoisomerase II und DNA. Die Religation bleibt aus; DNA-Strangbrüche bleiben bestehen und behindern DNA-Synthese und Zellteilung.

Wie kann aus einem Zimtsäurederivat Hydrochinon entstehen?

Im dargestellten Weg wird die C3-Seitenkette verkürzt: p-Cumarsäure → p-Hydroxybenzoesäure → Hydrochinon durch Hydroxylierung und Decarboxylierung. Hydrochinon besitzt nur noch den C6-Ring.

Welche Pflanze und Droge enthalten viel Arbutin?

• Arctostaphylos uva-ursi (Bärentraube)

• Familie Ericaceae

• Droge: Uvae ursi folium = Bärentraubenblätter.

• Traditionelle/pharmazeutische Anwendung: Zubereitungen bei Beschwerden bzw. entzündlichen Erkrankungen der ableitenden Harnwege.

Wie zeichnet man Hydrochinon und Arbutin und wie hängen sie zusammen?

Hydrochinon = Benzol-1,4-diol: zwei gegenüberliegende OH-Gruppen. Arbutin = Hydrochinon-O-β-D-glucosid: Eine dieser OH-Gruppen trägt β-D-Glucose, die andere bleibt frei. Glykosidspaltung setzt Hydrochinon und Glucose frei.

Welche weiteren Inhaltsstoffe enthalten Bärentraubenblätter?

Neben Arbutin weitere Phenolglykoside wie Methylarbutin, ausserdem Gerbstoffe, Flavonoide und Triterpene. Die Folie nennt 6–15 % Phenolglykoside und 10–15 % Gerbstoffe.

Welche Rolle spielt die Glykosidspaltung für Arbutin laut Vorlesungsmodell?

Laut Folie wird Arbutin selbst schlecht resorbiert. β-Glucosidasen der Darmflora spalten den Zucker ab;

das freigesetzte Hydrochinon wird besser aufgenommen.

Die Spaltung verändert damit Resorption und Verfügbarkeit des Aglykons.

Was geschieht mit resorbiertem Hydrochinon und wie könnte die Harnwegswirkung entstehen?

Hydrochinon wird zu Glucuroniden und Sulfaten konjugiert und ausgeschieden; diese sind nicht direkt antibakteriell. Erneute Spaltung durch Bakterien könnte freies Hydrochinon bereitstellen. Diese Erklärung ist auf der Folie ausdrücklich mit einem Fragezeichen versehen.

Welche wichtige Einschränkung nennt das Skript für Bärentraubenblätter?

Hydrochinon wirkt in ausreichend hoher Konzentration antibakteriell, ist aber auch toxikologisch relevant. Die Folie warnt vor längerfristiger Einnahme und möglichen Leberschäden; „pflanzlich“ bedeutet hier nicht unbegrenzt verträglich.

Was ist Salicis cortex und welche Stammpflanzen nennt die Folie?

• Weidenrinde: getrocknete Rinde verschiedener Salix-Arten

• Familie Salicaceae

• Beispiele: S. purpurea, S. daphnoides und S. fragilis. Die Folie nennt einen Mindestgehalt von 1,5 %, berechnet als Salicin.

Welche wichtigen Inhaltsstoffe enthält Weidenrinde?

Salicylalkoholderivate, besonders Salicin, Fragulin, Populin und Salicortin; daneben weitere phenolische Verbindungen, Flavonoide und Gerbstoffe. Die Salicylalkoholderivate dienen als Vorstufen der Salicylsäure.

] Wie zeichnet man Salicin und wie entsteht daraus Salicylsäure?

Salicin: Benzolring mit benachbarten Gruppen CH2OH und O-β-D-Glucose. Zuckerabspaltung → Salicylalkohol (Saligenin); Oxidation der CH2OH-Gruppe zu COOH → Salicylsäure (= 2-Hydroxybenzoesäure).

Wie unterscheiden sich Salicylsäure und Acetylsalicylsäure strukturell?

Welche Wirkungen und Anwendungen von Weidenrinde nennt die Vorlesung?

Analgetisch = schmerzlindernd

antipyretisch = fiebersenkend

antiphlogistisch = entzündungshemmend.

Genannt werden z. B. rheumatische Beschwerden und Kopfschmerzen; das Gesamtgemisch kann zur Wirkung beitragen.

Warum ist „biologisches Aspirin“ für Weidenrinde eine Vereinfachung?

Weidenrinde enthält Salicylatvorstufen wie Salicin, nicht ASS. Diese werden zu Salicylsäure umgewandelt, besitzen aber keine Acetylgruppe zur irreversiblen COX-Acetylierung. Zudem wirken weitere Extraktbestandteile mit; die Wirkungen sind daher nicht identisch.

Was ist das entscheidende chemische Merkmal der Aspirinwirkung an COX?

ASS überträgt ihre Acetylgruppe kovalent auf einen Serinrest der Cyclooxygenase. Dadurch wird der Zugang zum aktiven Zentrum blockiert und das Enzym irreversibel gehemmt. Salicylsäure kann diese Acetylgruppe nicht übertragen.

Welche Folgen hat die COX-Hemmung durch Aspirin für Thromboxan und Prostaglandine?

Weniger TXA2 in Thrombozyten → geringere Plättchenaggregation. Weniger Prostaglandine wie PGE2 → weniger Schmerz-, Fieber- und Entzündungssignale. Thrombozyten können COX kaum neu bilden, daher hält ihre Funktionshemmung lange an.

Was ist Salol und welche historische Bedeutung hat es?

Salol = Phenylsalicylat, also der Phenylester der Salicylsäure. Es wurde 1883 im Umfeld von Marceli Nencki in Bern synthetisiert und historisch als Salicylsäure-Prodrug verwendet; wegen seiner Toxizität wurde die medizinische Verwendung aufgegeben.

[Übergreifend am Schluss | Abschlussfrage: Take-home message | keine einzelne Folie] Fasse die wichtigsten Erkenntnisse der Vorlesung in drei Sätzen zusammen.

Der Shikimatweg liefert aromatische Aminosäuren und Vorstufen vieler phenolischer Naturstoffe. Die Blutungswirkung von Dicumarol führte zu Vitamin-K-antagonistischen Arzneistoffen. Die Weiterentwicklung von Podophyllotoxin zu Etoposid zeigt, dass chemische Änderungen sogar den molekularen Angriffspunkt verändern können.

[Übergreifend am Schluss | Vorbereitung auf die nächste Vorlesung | keine einzelne Folie] Wähle einen Naturstoff und nenne Quelle, Strukturklasse, Wirkmechanismus und Anwendung.

Beispiel Podophyllotoxin: Quelle = Rhizom von Podophyllum-Arten; Strukturklasse = Lignan; Mechanismus = Hemmung der Tubulinpolymerisation; Anwendung = topische Behandlung von Genital-/Feigwarzen. Seine Derivate Etoposid/Teniposid besitzen dagegen Topoisomerase II als Ziel.