Hygrophorone - neue antifungische Cyclopentenonderivate aus Hygrophorus-Arten (Basidiomycetes)

Abstract

Aus Fruchtkörpern von Hygrophorus latitabundus, H. olivaceoalbus, H. persoonii und H. pustulatus konnten zwanzig neue Cyclopentenon-Derivate (Hygrophorone) isoliert und deren Struktur mit Methoden der Kernresonanzspektroskopie (NMR) und der Massenspektrometrie (MS) aufgeklärt werden. Die relative Konfiguration der Substituenten des Cyclopentenonringes wurden durch Messung des Nuclear Overhauser Effekts (NOE), durch Vergleich von Kopplungskonstanten sowie durch Umsetzung zum cyclischen Methylboronat bestimmt. Erste Aktivitätsstudien zeigen, dass die Hygrophorone antifungisch und antibakteriell wirksam sind. Die antibakterielle Wirkung ist gegen Gram-positive Bakterien stärker als gegen Gram-negative Bakterien. Die Hygrophorone sind selbst gegen Methicillin, Ciprofloxacin und Vancomycin resistenten Bakterienstämmen hoch aktiv. Das Fragmentierungsverhalten der Hygrophorone nach Elektrospray-Ionisierung wurde untersucht. Obwohl die Substituentenfragmentierung (Abspaltung von Wasser, Essigsäure, Keten) die dominierende Fragmentierung ist, gibt es einige Schlüsselfragmente, welche die Einteilung der Hygrophorone in zwei Typen erlaubt: Typ I-Hygrophorone haben eine Hydroxy- oder Acetoxy-Gruppe an C-6, während Typ II-Hygrophorone an C-6 zum Keton oxidiert sind. Eine sehr interessante und ungewöhnliche Fragmentierung ist die Abspaltung von CO2 nach negativer Ionisierung vom Pseudomolekülion [M-H]-, welche nur durch vorgelagerte Umlagerung eines Sauerstoffes einer Hydroxygruppe stattfinden kann.

Twenty new cyclopentenone derivatives (hygrophorones) were isolated from fruitbodies of Hygrophorus latitabundus, H. olivaceoalbus, H. persoonii, and H. pustulatus. Their structure was elucidated by NMR and MS. The relative configuration of the substituents of the cyclopentenone ring was assigned based on nuclear overhauser effects (NOE), comparison of coupling constants, and formation of cyclic methylboronates. First activity studies showed that hygrophorones have significant antibacterial and antifungal potential. The antibacterial effect against Gram positive bacteria is stronger than against Gram negative bacteria. The hygrophorones are even active against vancomycin, methicillin and ciprofloxacin resistant bacteria. The mass spectral behaviour of hygrophorones after electrospray ionisation was investigated. Although the substituent fragmentations (loss of water, ketene, acetic acid) are the most dominating processes, there are some key ions allowing an assignment into two types: type I hygrophorones have a hydroxy- or an acetoxygroup at C-6, while type II hygrophorones are oxidized at C-6 to a ketone. An interesting and unusual fragmentation is the loss of CO2 from the [M-H]- ion which is only possible by a rearrangement including an oxygen of a hydroxyl function.