Zugl.: Düsseldorf, Univ., Diss., 2007

Zugl.: Potsdam, Univ., Diss., 2005 u.d.T.: Clavel, T.: Abbau des sekundären Pflanzenstoffes Secoisolariciresinol-Diglucosid durch humane Bakterien

Techn. Hochsch., Diss., 2003--Aachen.

Le bois est un matériau renouvelable utilisé par l’Homme pour la construction, l’ameublement, la fabrication du papier, l’énergie, etc. Le bois contient des extractibles d’un grand intérêt économique appartenant à diverses familles chimiques telles que les terpènes, les flavonoïdes, les tanins, etc. Les nœuds (base de la branche englobée dans le tronc) de certaines essences sont extrêmement riches en extractibles.Ce travail a pour objectif l’analyse des variabilités interspécifiques, intraspécifiques et intra-arbre des extractibles nodaux, afin de cibler les essences, les stations et les parties de l’arbre les plus riches. Pour cela, les nœuds de vingt-trois essences, puis ceux de quinze sapins ayant poussé dans des conditions différentes ont été extraits par différents solvants et analysés. Les résultats confirment la richesse des nœuds par rapport au duramen et à l’aubier pour toutes les essences. Globalement, les nœuds des résineux contiennent plus d’extractibles que les feuillus. Les principaux composés identifiés chez les résineux sont des lignanes, des stilbènes, des flavonoïdes et des terpènes. L’acide gallique et des flavonoïdes sont présents chez les feuillus. L’étude du profil vertical montre que les concentrations diminuent de la base du houppier vers la cime de l’arbre. De plus, les résultats mettent en évidence l’influence des conditions de croissance puisque les arbres dominants, et/ou ayant poussé selon des sylvicultures dynamiques sont particulièrement riches en extractibles nodaux. Ces résultats permettent d’envisager la valorisation des coproduits des industries du bois en tant que ressource de molécules bioactives pour diverses applications. / Wood is a renewable material used by man for construction, furniture, paper making, energy, etc. Wood contains extractives of great economic value which belong to various chemical families such as terpenes, flavonoids, tannins, etc. The knots (base of the branch embedded in the trunk) of some tree species are extremely rich in extractives.This study aims at analysing the inter-specific, intra-specific and within-tree variabilities of knotwood extractives to target the richest species, stations and tree parts. For that purpose, the knots of twenty-three species and those of fifteen firs grown under different conditions were extracted using several solvents and analysed. The results confirm the richness of knots compared to heartwood and sapwood for all species. Overall softwood knots contain mainly more extractives than hardwoods. The main compounds identified in softwoods are lignans, stilbenes, flavonoids and terpenes Gallic acid and flavonoids are present in hardwoods. The study of the vertical profile shows that concentrations decrease from the base of the crown to the tree tip. In addition, the results highlight the influence of growth conditions since dominant trees and/or those grown according to dynamic silvicultures are particularly rich in knot extractives. These results allow considering the valorization of wood industries by-products as bioactive molecules resource for various applications.

Neolignans, dehydrodimers of phenylpropenes, are natural products that exhibit different biological activities. 8,5’-Neolignans containing a trans- dihydrobenzofuran skeleton are the most abundant neolignans in nature. The published syntheses of trans-dihydrobenzofurans are multistep procedures that are time consuming and provide the product in low yield. Furthermore, all dimerisation reactions either in the presence of enzymes or mediated by metal salts are yielding dimers consisting of two units of the same phenylpropene compound, narrowing substantially the substitution pattern. <br><br> Two different general synthetic approaches were examined. The first strategy was the enantioselective deprotonation at the α-carbon of the ο-alkyl phenols in the presence of a chiral diamine and sBuLi. Synthesis of several new phosphorous-based directed ortho-metalation groups was studied. The examined compounds having these new groups decomposed even under very mild reaction conditions and are not suitable for the application in the synthesis. The second strategy was to examine one [3+2] cycloaddition reaction, transition metal catalysed Heck oxyarylation reaction, in the synthetic approach to compounds having trans-dihydrobenzofuran skeleton. Palladium catalysed Heck oxyarylation reaction with halogenophenols or ortho-diazonium phenols as the starting material allowed the trans-dihydrobenzofuran compounds as the major products in acceptable yield and in one step. The products were formed under ligand free condition, as well as in the presence of some strong coordinating ligands (Ph3P). The experiments with several chiral ligands, showed that the obtained trans-dihydrobenzofurans were racemic mixtures. This result suggests formation of an achiral intermediate along the reaction pathway, which causes the lack of stereoselectivity in the products. Initially formed trans-dihydrobenzofuran compounds are the key precursors of many naturally occurring neolignans, and can be easily converted to 8,5’-neolignan derivatives. / 8,5’-Neolignane sind Naturstoffe die verschiedene biologische Aktivitäten ausüben. 8,5’-Neolignane mit Dihydrobenzofuran-Kernstruktur haben antioxidative Wirkung und sind als ACAT- und PAF-Inhibitoren bekannt. Zwar gibt es einige stereoselektive Synthesen von 8,5’-Neolignanen, diese sind aber kompliziert und/oder lassen nur ein eingeschränktes Substitutionsmuster zu. In der vorliegenden Dissertation wurden zwei neue Synthesewege, nämlich die Palladium-katalysierte Cycloaddition von o-Halogenphenolen und Phenylpropenen, und die α-Alkylierung, präsentiert. Diese Synthesewege führen diastereoselektiv, in ein bis drei Schritten, zu trans-Dihydrobenzofuranen, den gewünschten, potentiell bioaktiven Zielverbindungen. Ferner wurde gezeigt, dass sich ausdiesen Verbindungen verschiedene 8,5’-Neolignane schnell und einfach herstellen lassen.

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Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové, Department of Biological and Medical Sciences University of Vienna, Faculty of Life Sciences, Department of Pharmacognosy Candidate: Lenka Kovářová Supervisor: Pharmdr. Miroslav Kovařík, Ph.D. Consultant: Dr. Angela Ladurner Title of the diploma thesis: Characterization of a synthetic leoligin derivative, with agonistic FXR and enhancing macrophage cholesterol efflux activity Atherosclerosis is a pathologic multifactorial process triggering the development of cardiovascular diseases, which are the leading causes of death in the western world. The initial phase of atherosclerosis is characterized by the accumulation of lipid particles, mainly low-density lipoproteins (LDL) and macrophage-derived foam cells in large arteries, leading to the gradual thickening of the vessel wall. These progressive alterations elicit plaque formation, followed by rupture, thrombosis and finally can lead to a cardiovascular event. Reverse cholesterol transport is an important preventive mechanism, which ensures removal of excessive atherogenic lipoproteins from macrophages. This efflux is facilitated by ATP binding cassette transporters, mainly ABCA1 and ABCG1 and in part by scavenger receptor B1 (SR-B1). Several nuclear receptors, including PPARγ, LXRα and LXRβ...

Dans la famille des protéines dirigeantes, AtDIR6, oriente le couplage de radicaux phénoxyles afin de former un lignane optiquement pur : le (-)-pinorésinol. Comme de nombreux lignanes, le pinorésinol est un produit d’intérêt avec des propriétés anti-cancéreuse et anti-fongique. Avec pour objectif à long terme de mettre au point de nouveaux biocatalyseurs énantiosélectifs, nous nous sommes intéressés au mécanisme d’action d’AtDIR6.Dans un premier temps, la production d’AtDIR6 et les conditions de bioconversion ont été optimisées. L’effet dose-dépendant de la protéine sur la formation du (-)-pinorésinol a été confirmé. Les études spectroscopiques entreprises afin de préciser la nature du « substrat » pris en charge par AtDIR6 ont permis de confirmer que l’alcool coniférylique est un mauvais substrat. De plus, par RPE nous avons pu mettre en évidence pour la première fois qu’AtDIR6 augmente la durée de vie de la forme radicalaire de l’AC. Par ailleurs, le greffage covalent d’une sonde radicalaire sur AtDIR6 nous a permis de marquer une tyrosine localisée dans la cavité. Avec AtDIR6 marquée la régiosélectivité de la réaction est affectée. Par ailleurs, la reconnaissance de molécules substrats par AtDIR6 semble être naturellement limitée à un motif 2-methoxy-phénol. Nous montrons pour la première fois que le motif propényle peut être modifié comme en témoigne les produits de bioconversion de l’acétate d’AC pour lesquels une régiosélectivité dépendante de la présence d’AtDIR6 est observée. L’ensemble de nos résultats ouvre des perspectives dans l’utilisation de protéines dirigeantes pour la formation contrôlée de nouveaux produits de couplage. / The family of the leading proteins gathers proteins widely spread within the plant world. In this family, AtDIR6, one of the first characterized proteins, directs the coupling of phenoxyl radicals to form an optically pure lignan: the (-)-pinoresinol. Like many lignans, pinoresinol is a product of interest with anti-cancer and anti-fungal properties. With the long-term goal of developing new enantioselective biocatalysts, we are interested in the mechanism of action of AtDIR6.At first, AtDIR6 production and bioconversion conditions were optimized. The dose-dependent effect of the protein on (-)-pinoresinol formation was confirmed. Spectroscopic studies undertaken to clarify the nature of the "substrate" accommodated by AtDIR6 have confirmed that coniferyl alcohol is a poor substrate. Furthermore, by EPR we have been able to highlight for the first time that AtDIR6 increases the life of the radical form of coniferyl alcohol. Moreover, the covalent grafting of a radical probe on AtDIR6 allowed us to tag a tyrosine located in the cavity. With the tagged protein the regioselectivity of the reaction is affected. On the other hand, the recognition of substrate molecules by AtDIR6 seems to be naturally limited to AC or its radical, apparently recognized because of the 2-methoxyphenol motif. We show for the first time that the propenyl unit can be modified as evidenced by the bioconversion products of AC acetate for which a regioselectivity dependent on the presence of AtDIR6 is observed. All of our results open up prospects for the use of dirigent proteins for the controlled formation of new coupling products.

Plante de grande culture aux multiples applications, le lin accumule dans ses graines des métabolites spécialisés appelés lignanes aux propriétés phytooestrogène et antioxydante, bénéfiques en santé humaine et, dans ses feuilles, des lignanes de nature toxique. Pour l’utilisation et l’étude de ces composés phénoliques issus de la voie des monolignols, une technique d’éco-extraction assistée par les ultrasons a été développée et appliquée à un criblage de différentes variétés pour leur contenu en lignanes conférant une haute valeur ajoutée aux extraits et produits. Les potentiels verrous métaboliques de la voie de biosynthèse de ces composés ont fait l’objet d’investigations au niveau de la régulation transcriptionnelle des gènes responsables de la formation des énantiomères opposés de sécoisolaricirésinol dans la graine et les parties aériennes. La famille multigénique des protéines dirigeantes (DIR) du lin, premiers acteurs de cette voie, a été criblée au niveau génomique et transcriptionnel afin de déterminer des candidates pour fonctionner avec les pinorésinol laricirésinol réductases (PLR), enzymes bifonctionnelles catalysant la formation du sécoisolaricirésinol. L’étude de la régulation fine de l’expression des deux isoformes des gènes PLR a mis en évidence des profils d’inductibilité très contrastés et a conduit à l’identification d’éléments cis-régulateurs ainsi que de facteurs de transcription impliqués dans ces voies de régulation. L’ensemble des résultats convergent vers un rôle de défense des lignanes in planta et a permis de construire une vue d’ensemble des mécanismes complexes de régulation de leur biosynthèse et enfin de proposer des pistes pour l’amélioration de la production de ces molécules naturelles par une stimulation de leur accumulation et l’augmentation des rendements d’extraction par chimie verte. / As a crop with multiple purposes, flax accumulates lignans, specialized metabolites with health benefits, known for their phytoestrogenic and antioxidant properties in its seed, and toxic lignans in its leaves. In order to use and study these phenolic compounds derived from monolignols, an eco-friendly method based on ultrasound-assisted extraction was developed and applied to the screening of cultivars for their lignan content which confers high value to extracts and flaxseed by-product. Regulation of the lignan biosynthetic pathway was investigated at the transcriptional level for the genes responsible for the formation of secoisolariciresinol in seeds and aerial parts. The multigene family of dirigent proteins (DIR), first actors of this pathway, was explored by genomic and transcriptional approaches in order to select candidates to operate with pinoresinol lariciresinol reductases (PLR), bifunctional enzymes catalyzing secoisolariciresinol biosynthesis. The study of the transcriptional regulation of PLR genes evidenced very contrasting expression profiles and led to the identification of transcription factors acting as master regulators of this biosynthesis and their cis-regulatory target elements. Results allowed first to reinforce the hypothesis of the lignans defensive role in planta, second to afford an overall view of complex mechanisms occurring in the regulation of lignan natural production and finally to suggest leads to improve lignan yield by a stimulation of natural production and an enhancement of extraction yield using green chemistry methods.