1. Απομόνωση δευτερογενών μεταβολιτών
από το φαιοφύκος
Taonia atomaria
Πτυχιακή Εργασία
Καΐσα Χριστιάνα
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Τμήμα Φαρμακευτικής
Τομέας Φαρμακογνωσίας και Χημείας Φυσικών Προϊόντων

2. Φύση: η βάση της θεραπευτικής
Χερσαία φυτά: εκτεταμένη χρήση από την αρχαιότητα
Θαλάσσιοι οργανισμοί: πιο περιορισμένη χρήση λόγω έλλειψης
εξοπλισμού - προσβασιμότητας
Η συστηματική μελέτη του θαλάσσιου βιόκοσμου ξεκίνησε
60 χρόνια πριν χάρη στον Jacques-Yves Cousteau

3. Θαλάσσια Προϊόντα
Παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον εξαιτίας:
 του μεγάλου αριθμού ενώσεων (>28.000 μεταβολίτες)
 της μεγάλης ποικιλίας ενώσεων
 της πολυπλοκότητας των μορίων
 της μοναδικότητας των μορίων
Η μεγάλη ποικιλία των χημικών ενώσεων οφείλεται:
 στις περιβαλλοντικές συνθήκες
 στη μεγάλη ποικιλία των οργανισμών
 στο έντονα ανταγωνιστικό περιβάλλον

4. Φύκη
Έχουν απομονωθεί περισσότεροι από 3.300 δευτερογενείς μεταβολίτες
3 πεδία ερευνών:
 Βιοδραστικοί μεταβολίτες
 Βιοτοξικότητα
 Χημική Οικολογία
Το ενδιαφέρον των ερευνητών περιλαμβάνει:
 τα μικροφύκη
 τα μακροφύκη (κυρίως Φαιοφύκη, Ροδοφύκη)

5. Δράσεις των Θαλάσσιων Φυσικών Προϊόντων
Οι πιο σημαντικές είναι:
 Αντικαρκινική και
κυτταροτοξική
 Αντιική
 Αντιβακτηριδιακή
 Αντιμυκητισιακή
 Ανοσοκατασταλτική
 Αντιφλεγμονώδης
 Αντιμεταλλαξιογόνος
Ήδη κυκλοφορεί στο
εμπόριο αριθμός
φαρμάκων με δραστική
ουσία κάποιο θαλάσσιο
φυσικό προϊόν
Οι δυσκολίες στην πρακτική
εφαρμογή οφείλονται:
 στη μη ειδική δράση των
ουσιών
 στην εμπλοκή πολλών
επιστημονικών κλάδων
 στους σπάνιους οργανισμούς
ή/και στην καθυστέρηση της
ανάπτυξής τους
 στο υψηλό κόστος
 στην πολυπλοκότητα των
διαδικασιών
 στο μεγάλο χρόνο που
απαιτείται

6. Φαιοφύκη
Περιλαμβάνονται 1.500 είδη
Χρώμα: ελαιοπράσινο έως σκούρο καφέ
Το χρώμα οφείλεται στις χρωστικές:
 Φυκοξανθίνη
 Χλωροφύλλη a
 Χλωροφύλλη c
 Ξανθοφύλλη
Ζουν:
• σε θαλάσσια και
γλυκά νερά
• σε εύκρατες και
πολικές βραχώδεις
περιοχές
Το μέγεθός τους ποικίλει από τα
νηματώδη φύκη μέχρι τα
γιγαντιαία Kelps

7. Γένος Taonia (I)
Μορφολογικά χαρακτηριστικά:
 ο θαλλός έχει ύψος μέχρι 30cm
 το έλασμα έχει σχήμα βεντάλιας ή είναι διαιρούμενο, με απλά ή
οδοντωτά περιθώρια
 ο μυελός αποτελείται από 2-6 στρώματα μεγάλων έγχρωμων
κυττάρων
 ο φλοιός της επιφάνειας φέρει ένα μόνο στρώμα μικρότερων
σκούρων κυττάρων
Υπάρχει σύγχυση μεταξύ των γενών Taonia και Stypopodium
Διαφέρουν ως προς:
 την αλλαγή μεταξύ του φλοιού και των μυελωδών κυττάρων
(Stypopodium: απότομη αλλαγή – Taonia: όχι απότομη αλλαγή)
 τη διαμήκη τομή (Stypopodium: 4 κυτταρικά στρώματα – Taonia: 2
κυτταρικά στρώματα)

8. Γένος Taonia (II)
Περιλαμβάνει 6 είδη:
1. T. lennebackerae
2. T. australasica
3. T. atomaria
4. T. pseudociliata
5. T. lacheana
6. T. abbottiana

9. Ταξινομικά χαρακτηριστικά του είδους
Taonia atomaria
Βασίλειο: Chromista
Άθροισμα: Ochrophyta
Κλάση: Phaeophyceae
Τάξη: Dictyotales
Οικογένεια: Dictyotaceae
Γένος: Taonia
Είδος: T. atomaria

10. Χημικά συστατικά του γένους Taonia
Περιέχονται κυρίως τερπένια και γλυκολιπίδια
Τα τερπένια μπορεί να είναι:
 Κανονικής βιοσύνθεσης (σεσκιτερπένια, διτερπένια)
 Μεικτής βιοσύνθεσης (μεροδιτερπένια)
Εξαρτώνται από τη γεωγραφική θέση του φύκους:
 T. lacheana: αρωμαδενδρανο-σεσκιτερπένια
 T. pseudociliata: καδιδανιο- και γερμακρενιο- σεσκιτερπένια
 T. atomaria Αδριατικής: καδιδανιο- και γερμακρενιο-σεσκιτερπένια
 T. atomaria Κανάριων νήσων: μεροδιτερπένια

11. Σεσκιτερπένια (I)
 Ο σκελετός αποτελείται από 3 ισοπρένια (15C)
 Μπορεί να είναι γραμμικά, μονοκυκλικά ή δικυκλικά
 Μπορεί να είναι αλογονωμένα ή μη
 Στα Φαιοφύκη συναντάμε μόνο μη αλογονωμένα
 Βιογενετικά προέρχονται από το πυροφωσφορικό φαρσενύλιο
 Η δράση τους είναι αντιμυκητισιακή, κυτταροτοξική,
αντιβιοτική και ιχθυοτοξική
Τα συναντάμε στα Ροδοφύκη και στα Φαιοφύκη
o 4-καδινένιο: Το συναντάμε και σε χερσαία είδη

12. Σεσκιτερπένια (II)
o καδιναν-4(14)-5-διένιο:Το συναντάμε και σε χερσαία είδη
Είναι πολύ διαδεδομένο στην T. atomaria
o (-)-γερμακρένιο D: Το συναντάμε κυρίως στα φυτά

13. Σεσκιτερπένια (III)
o κουμπεμπόλη και 4-επι-κουμπεμπόλη: Απομονώθηκαν από την T.
atomaria της Αδριατικής
o (+)-σπαθουλενόλη: Αρωμαδενδρανοσεσκιτερπένιο.
Απομονώθηκε από την T. lacheana
Το πρώτο τέτοιο παράδειγμα από Φαιοφύκος

14. Διτερπένια
 Ο σκελετός αποτελείται από 4 ισοπρένια (20C)
 Μπορεί να είναι γραμμικά, μονοκυκλικά ή δικυκλικά
 Βιογενετικά προέρχονται από το μεταβολισμό του
πυροφωσφορικού γερανυλ-γερανυλίου
Είναι η μεγαλύτερη ομάδα βιοδραστικών συστατικών που
απομονώνονται από τα Φαιοφύκη
o ταονιανόνη: Διτερπένιο με μονοκαρβοκυκλικό δακτύλιο
Το συναντάμε μόνο στην Taonia

15. Μέροδιτερπένια (I)
 Ο σκελετός τους αποτελείται από έναν πυρήνα πλαστοκινόνης,
χρωμανόλης ή χρωμανίου συνδεδεμένο με μία πολυτερπενική
αλυσίδα
 Μπορεί να είναι γραμμικά ή πολυκυκλικά
 Είναι μεικτής βιοσύνθεσης
 Η δράση τους είναι κυρίως κυτταροτοξική
o ταονδιόλη: Μοιάζει με την τοκοφερόλη και προέρχεται από το
μεβαλονικό και σικιμικό οξύ
Έχει ιχθυοτοξική, αντιική και αντιμυκητισιακή δράση

16. Μεροδιτερπένια (ΙΙ)
o επιταονδιόλη: Μοιάζει με την τοκοφερόλη και προέρχεται από το
μεβαλονικό και σικιμικό οξύ
Έχει αντιφλεγμονώδη, αντιική, ιχθυοτοξική και
εντομοκτόνα δράση
o ατομαρικό οξύ: Έχει αντιική δράση

17. Μεροδιτερπένια (III)
o ατομαριανόνη Α και Β: Έχουν κυτταροστατική δράση
o στυποδιόλη και στυπολδιόνη: Έχουν ιχθυοτοξική και αντικαρκινική
δράση

18. Μεροδιτερπένια (IV)
o σαργακινόνη: Έχει μικρή αντιφλεγμονώδη δράση αλλά είναι καλός
αναστολέας των λευκοτριενίων
Έχει αντιοξειδωτική δράση
o σαργαόλη: Έχει αντιφλεγμονώδη και αντιοξειδωτική δράση

19. Γλυκολιπίδια
 Συντίθενται από προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς
οργανισμούς
 Σπάνια στα χερσαία φυτά και ζώα
 Πολύ διαδεδομένα στα θαλάσσια φύκη
 Η δράση τους είναι ανοσοκατασταλτική, αντιφλεγμονώδη,
αιμολυτική και αντικαρκινική
Η T. atomaria έχει:
o χαμηλό ποσοστό ολικών λιπών
o υψηλό ποσοστό γλυκολιπιδίων
Τα γλυκολιπίδια της έχουν ιδιαίτερα αντιμικροβιακή και
αντιμυκητισιακή δράση

20. Πειραματικό Μέρος
 Ο οργανισμός Taonia atomaria συλλέχθηκε από τη Πάτμο τον Ιούλιο
του 2006.
 Μετά τη συλλογή του μεταφέρθηκε με πάγο σε φορητό ψυγείο στο
Εργαστήριο Φαρμακογνωσίας και Χημείας Φυσικών Προϊόντων
του Πανεπιστημίου Αθηνών
 Διατηρήθηκε στους -20oC, καθαρίστηκε από τα επίφυτα και ξηράνθηκε
στον αέρα
 Το βάρος του ξηρού οργανισμού ήταν 190 g
 Ακολούθησε εκχύλιση του φύκους με μείγμα διαλυτών CH2Cl2-MeOH
 Τα εκχυλίσματα συνενώθηκαν και συμπυκνώθηκαν υπό κενό, σε
θερμοκρασία ≤ 38οC, αφήνοντας ένα ελαιώδες, σκούρο πράσινο
υπόλειμμα βάρους 4.65 g

21. Πορεία απομόνωσης δευτερογενών μεταβολιτών
 Με κόκκινο χρώμα
φαίνονται οι μεταβολίτες
που απομονώθηκαν σε
καθαρή μορφή
 Με γαλάζιο φαίνονται όλα
τα υπόλοιπα κλάσματα
ΑΡΧΙΚΟ ΕΚΧΥΛΙΣΜΑ
ΤΑΑ
ΤΑΒ
ΤΑC
TAD
TAE
ΤΑF
ΤΑG
ΤΑH
ΤΑI
ΤΑJ
ΤΑK
ΤΑL
ΤΑM
ΤΑN
ΤΑO
TACD1
TACD2
TACD3
TACD4
TACD5
TACD6
TACD7
TACD8
TACD9
TACD10
TACD11
TACD12
TACD13
TACD5c
TACD5d
TACD5a
TACD6a
TACD6b
TACD6c
TACD6d
TACD7a
TACD7b
TACD4b1
TACD4b2
TACD4b3
TACD4c1
TACD4c2
TACD4c3
TACD4b
TACD4a
TACD4c
TACD5b
TACD6b1
TACD6b2
TACD6b3
TACD6b4
TACD6b1a
TACD6b1b
TACD6b4a
TACD6b4b

22. δ-τοκοφερόλη
 κλάσματα TACD4b2, TACD4c1
 φαιοπράσινο ελαιώδες υπόλειμμα
 Μ.Τ.: C27H46O2
 μάζα 0,3 mg
 γνωστό φυσικό προϊόν
ppm (t1)
1.02.03.04.05.06.07.0
1H-NMR

23. ταονδιόλη
 κλάσμα TACD6b2
 λευκό στερεό υπόλειμμα
 Μ.Τ.: C27H40O3
 μάζα 22.4 mg
 γνωστό φυσικό προϊόν των Taonia
spp. και Stypopodium spp.
MS 1H-NMR
ppm (t1)
1.02.03.04.05.06.07.0

24. ισοστυποδιόλη
 κλάσμα TACD6b4b
 άχρωμο ελαιώδες υπόλειμμα
 Μ.Τ.: C27H40O3
 μάζα 2.8 mg
 γνωστό φυσικό προϊόν της
Taonia atomaria
ppm (t1)
1.02.03.04.05.06.07.0
MS
1H-NMR

25. φυκοστερόλη
 κλάσμα TACD7a
 άχρωμο ελαιώδες υπόλειμμα
 Μ.Τ.: C29H48O
 μάζα 20.4 mg
 γνωστό φυσικό προϊόν των
φαιοφυκών
1.02.03.04.05.06.07.0
MS 1H-NMR

26. σαριγκοστερόλη
 κλάσμα TACD7b
 άχρωμο ελαιώδες υπόλειμμα
 Μ.Τ.: C29H48O2
 μάζα 7.4 mg
 γνωστό φυσικό προϊόν
1.02.03.04.05.06.07.0
MS 1H-NMR

27. Ερωτήσεις;
Σας Ευχαριστώ