Logo des Forschungsinformationssystems Agrar und Ernährung

Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung

Informationsportal des Bundes und der Länder

Anzucht von PA produzierenden Pflanzen zur Isolation von Standards

Projekt


Förderkennzeichen: BfR-SiN-08-1322-680
Laufzeit: 01.03.2017 - 31.12.2017
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Pyrrolizidinalkaloide (PA) sind sekundäre Stoffwechselprodukte, die vornehmlich von den Pflanzenfamilien der Boraginaceae, Asteraceae und Fabaceae gebildet werden. In hohen Konzentrationen sind PAs lebertoxisch und einige PAs stehen im Verdacht genotoxische Kanzerogene zu sein. Aufgrund ihres gesundheitsgefährdenden Potenzials sind PAs in Lebens- und Futtermitteln unerwünscht und der Nachweis von hohen PA-Gehalten in Kräutertees und Tees zeigte sich von hoher Relevanz für die Lebensmittelsicherheit. Vor dem Hintergrund, dass PA ihre toxische Wirkung erst durch die metabolische Aktivierung entfalten sollen, wurde im Sonderforschungsprojekt 1322-634 der Phase I Metabolismus für vier strukturell unterschiedliche PAs untersucht. Dabei zeigte sich, dass einige in der Literatur vorgeschlagene metabolische Wege bestätigt werden konnten aber auch neue, bisher unbekannte Metaboliten detektiert wurden. Für eine Verifizierung der Ergebnisse ist es von besonderem Interesse mehrere PA, d.h. eine höhere Anzahl von PAs mit dem gleichen Strukturmerkmal, zu untersuchen. Dieses Vorgehen würde es erlauben bestimmte PA-Strukturen mit bestimmten metabolischen Wegen zu verbinden und so Rückschlüsse auf deren Wirkung zuzulassen. Da nur eine bestimmte Anzahl an PA als Standard zur Verfügung stehen, soll die Isolation von einzelnen PA aus PA produzieren Pflanzen etabliert werden. Diese Pflanzen stehen durch einen externen Projektpartner zur Verfügung. Für die Isolation wird in einem ersten Schritt eine Methode entwickelt, die es erlaubt PA aller Strukturtypen zu erfassen (hierbei wird ausdrücklich auch der Platynecin-Typ im Fokus sein). Für die Entwicklung solcher Methoden bieten sich verschiedene Messmodi, wie z. B. der Precursor-Scan oder Messungen mittels hochaufgelöster Massenspektrometrie im VDIA Modus an. Voraussetzung dabei sind Kenntnisse über das unterschiedliche Fragmentierungsverhalten der jeweiligen PA-Ester-Typen. Diese sind durch Vorarbeiten vorhanden. Erstes Ziel des Projektes ist deshalb die Entwicklung einer Detektionsmethode, die das komplette Screening von PA-Pflanzen ermöglicht, unabhängig davon, ob diese als Standard zur Verfügung stehen oder nicht. Die Identifizierung aller von der Pflanze produzierten PAs erlaubt eine gezielte Fraktionierung und zielgerichtete Isolation der Verbindungen. Zusätzlich werden die erarbeiteten Daten in eine Datenbank eingepflegt, die im Rahmen einer Masterarbeit zur systematischen Charakterisierung heimischer Senecio-Arten genutzt werden soll (Zusammenarbeit mit der Universität Gießen). Hierfür stehen ca. 400 verschiedene Pflanzen der Art Jakobs-Kreuzkraut aus Schleswig-Holstein als Herbarbeleg zur Verfügung. Dieses Material wird botanisch bzw. molekularbiologisch an der Universität Gießen charakterisiert und mit den hier im Projekt gewonnenen Daten kombiniert. Nach erfolgreicher Identifizierung der in den jeweiligen Pflanzen enthaltenen PA, erfolgt die Isolation einzelner PA mittels präparativer HPLC und nachfolgend die Anwendung strukturaufklärender Messmodi. Hier bieten sich die hochauflösende Massenspektrometrie in Kombination mit der NMR an. Dieses Vorgehen bietet die Möglichkeit 1. Standards zu isolieren, die dann für weitere Untersuchungen genutzt werden können und 2. erstmals das komplette PA-Profil von Pflanzen aufzuklären.

mehr anzeigen weniger anzeigen

Fachgebiete

Erweiterte Suche