Naturprodukt – Wikipedia

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Chemische Verbindung oder Substanz, die von einem lebenden Organismus in der Natur produziert wird

EIN natürliches Produkt ist eine chemische Verbindung oder Substanz, die von einem lebenden Organismus produziert wird, dh in der Natur vorkommt.[2][3] Naturprodukte umfassen im weitesten Sinne alle vom Leben produzierten Substanzen.[4][5] Naturstoffe können auch durch chemische Synthese (sowohl Semisynthese als auch Totalsynthese) hergestellt werden und haben eine zentrale Rolle bei der Entwicklung des Gebiets der organischen Chemie gespielt, indem sie herausfordernde synthetische Ziele bereitgestellt haben. Der Begriff Naturprodukt wurde auch für kommerzielle Zwecke erweitert, um sich auf Kosmetika, Nahrungsergänzungsmittel und Lebensmittel zu beziehen, die aus natürlichen Quellen ohne Zusatz künstlicher Inhaltsstoffe hergestellt wurden.[6]

Auf dem Gebiet der organischen Chemie beschränkt sich die Definition von Naturstoffen normalerweise auf organische Verbindungen, die aus natürlichen Quellen isoliert werden und auf den Wegen des Primär- oder Sekundärstoffwechsels hergestellt werden.[7] Im Bereich der medizinischen Chemie ist die Definition häufig weiter auf Sekundärmetaboliten beschränkt.[8][9] Sekundärmetaboliten sind nicht überlebenswichtig, bieten Organismen, die sie produzieren, dennoch einen evolutionären Vorteil.[10] Viele Sekundärmetaboliten sind zytotoxisch und wurden durch Evolution ausgewählt und optimiert, um als “chemische Kampfstoffe” gegen Beute, Raubtiere und konkurrierende Organismen eingesetzt zu werden.[11]

Natürliche Quellen können zu Grundlagenforschung über potenzielle bioaktive Komponenten für die kommerzielle Entwicklung als Leitverbindungen bei der Wirkstoffentdeckung führen.[12] Obwohl Naturprodukte zahlreiche Arzneimittel inspiriert haben, hat die Arzneimittelentwicklung aus natürlichen Quellen im 21. Jahrhundert von Pharmaunternehmen eine rückläufige Aufmerksamkeit erhalten, was teilweise auf unzuverlässigen Zugang und Versorgung, geistiges Eigentum, Kosten- und Gewinnbedenken, saisonale oder umweltbedingte Schwankungen der Zusammensetzung zurückzuführen ist Quellenverlust durch steigende Aussterberaten.[12]

Klassen[edit]

Die breiteste Definition von Naturprodukt ist alles, was vom Leben produziert wird.[4][13] Dazu gehören biotische Materialien (z. B. Holz, Seide), biobasierte Materialien (z. B. Biokunststoffe, Maisstärke), Körperflüssigkeiten (z. B. Milch, Pflanzenexsudate) und andere natürliche Materialien (z. B. Boden, Kohle). Eine restriktivere Definition eines Naturprodukts ist eine organische Verbindung, die von einem lebenden Organismus synthetisiert wird.[7] Der Rest dieses Artikels beschränkt sich auf diese engere Definition.[citation needed]

Naturstoffe können nach ihrer biologischen Funktion, ihrem Biosyntheseweg oder ihrer Quelle klassifiziert werden. Eine Schätzung der Anzahl von Naturstoffmolekülen liegt bei 326.000.[14]

Funktion[edit]

Nach dem ursprünglichen Vorschlag von Albrecht Kossel im Jahr 1891[15] Naturstoffe werden häufig in zwei Hauptklassen unterteilt, den primären und den sekundären Metaboliten.[16][17] Primärmetaboliten haben eine intrinsische Funktion, die für das Überleben des Organismus, der sie produziert, wesentlich ist. Sekundärmetaboliten haben dagegen eine extrinsische Funktion, die hauptsächlich andere Organismen betrifft. Sekundärmetaboliten sind nicht überlebenswichtig, erhöhen jedoch die Wettbewerbsfähigkeit des Organismus in seiner Umgebung. Aufgrund ihrer Fähigkeit, biochemische und Signaltransduktionswege zu modulieren, haben einige Sekundärmetaboliten nützliche medizinische Eigenschaften.[citation needed]

Naturstoffe, insbesondere auf dem Gebiet der organischen Chemie, werden häufig als Primär- und Sekundärmetaboliten definiert. Eine restriktivere Definition, die Naturstoffe auf Sekundärmetaboliten beschränkt, wird üblicherweise in den Bereichen der medizinischen Chemie und Pharmakognosie verwendet.[13]

Primärmetaboliten[edit]

Molekulare Bausteine ​​des Lebens

Primärmetaboliten im Sinne von Kossel sind Bestandteile grundlegender Stoffwechselwege, die für das Leben benötigt werden. Sie sind mit wesentlichen zellulären Funktionen wie Nährstoffaufnahme, Energieerzeugung und Wachstum / Entwicklung verbunden. Sie haben eine breite Artenverteilung, die viele Phyla und häufig mehr als ein Königreich umfasst. Primäre Metaboliten umfassen Kohlenhydrate, Lipide, Aminosäuren und Nukleinsäuren[16][17] Welches sind die Grundbausteine ​​des Lebens.[18]

Zu den primären Metaboliten, die an der Energieerzeugung beteiligt sind, gehören Atmungs- und Photosyntheseenzyme. Enzyme wiederum bestehen aus Aminosäuren und häufig nicht-peptidischen Cofaktoren, die für die Enzymfunktion essentiell sind.[19] Die Grundstruktur von Zellen und Organismen besteht ebenfalls aus Primärmetaboliten. Dazu gehören Zellmembranen (z. B. Phospholipide), Zellwände (z. B. Peptidoglycan, Chitin) und Zytoskelette (Proteine).[20]

Zu den enzymatischen Cofaktoren des Primärmetaboliten gehören Mitglieder der Vitamin B-Familie. Vitamin B1 als Thiamindiphosphat ist ein Coenzym für Pyruvatdehydrogenase, 2-Oxoglutaratdehydrogenase und Transketolase, die alle am Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt sind. Vitamin B2 (Riboflavin) ist ein Bestandteil von FMN und FAD, die für viele Redoxreaktionen notwendig sind. Vitamin B3 (Nikotinsäure oder Niacin), synthetisiert aus Tryptophan, ist ein Bestandteil der Coenzyme NAD+ und NADP+ die wiederum für den Elektronentransport im Krebszyklus, die oxidative Phosphorylierung sowie viele andere Redoxreaktionen erforderlich sind. Vitamin B5 (Pantothensäure) ist Bestandteil von Coenzym A, einem Grundbestandteil des Kohlenhydrat- und Aminosäurestoffwechsels sowie der Biosynthese von Fettsäuren und Polyketiden. Vitamin B6 (Pyridoxol, Pyridoxal und Pyridoxamin) als Pyridoxal-5′-phosphat ist ein Cofaktor für viele Enzyme, insbesondere Transaminasen, die am Aminosäurestoffwechsel beteiligt sind. Vitamin B12 (Cobalamine) enthält einen Porphyrin ähnlichen Corrinring und ist ein essentielles Coenzym für den Abbau von Fettsäuren sowie für die Biosynthese von Methionin.[21]::Kapitel 2

DNA und RNA, die genetische Informationen speichern und übertragen, bestehen aus Nukleinsäure-Primärmetaboliten.[19]

First Messenger sind Signalmoleküle, die den Stoffwechsel oder die Zelldifferenzierung steuern. Diese Signalmoleküle umfassen Hormone und Wachstumsfaktoren bestehen wiederum aus Peptiden, biogenen Aminen, Steroidhormonen, Auxinen, Gibberellinen usw. Diese ersten Botenstoffe interagieren mit zellulären Rezeptoren, die aus Proteinen bestehen. Zelluläre Rezeptoren aktivieren wiederum Second Messenger und werden verwendet, um die extrazelluläre Nachricht an intrazelluläre Ziele weiterzuleiten. Diese Signalmoleküle umfassen die primären Metaboliten cyclische Nukleotide, Diacylglycerin usw.[22]

Sekundärmetaboliten[edit]

Repräsentative Beispiele für jede der Hauptklassen von Sekundärmetaboliten

Sekundärmetaboliten sind im Gegensatz zu Primärmetaboliten entbehrlich und für das Überleben nicht unbedingt erforderlich. Darüber hinaus weisen Sekundärmetaboliten typischerweise eine enge Artenverteilung auf.[citation needed]

Sekundärmetaboliten haben einen breiten Funktionsumfang. Dazu gehören Pheromone, die als soziale Signalmoleküle mit anderen Individuen derselben Spezies fungieren, Kommunikationsmoleküle, die symbiotische Organismen anziehen und aktivieren, Wirkstoffe, die Nährstoffe (Siderophore usw.) solubilisieren und transportieren, und Konkurrenzwaffen (Repellentien, Gifte, Toxine usw.). die gegen Konkurrenten, Beute und Raubtiere eingesetzt werden.[23] Für viele andere Sekundärmetaboliten ist die Funktion unbekannt. Eine Hypothese ist, dass sie dem Organismus, der sie produziert, einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.[24] Eine alternative Ansicht ist, dass diese Sekundärmetaboliten in Analogie zum Immunsystem keine spezifische Funktion haben, aber die Maschinerie zur Herstellung dieser verschiedenen chemischen Strukturen vorhanden ist, und dass daher einige Sekundärmetaboliten hergestellt und ausgewählt werden.[25]

Allgemeine Strukturklassen von Sekundärmetaboliten umfassen Alkaloide, Phenylpropanoide, Polyketide und Terpenoide.[7]

Biosynthese[edit]

Biosynthese von Primär- und Sekundärmetaboliten.[21]::Kapitel 2

Die Biosynthesewege, die zu den Hauptklassen von Naturstoffen führen, werden nachstehend beschrieben.[13][21]::Kapitel 2

Kohlenhydrate[edit]

Kohlenhydrate sind eine wesentliche Energiequelle für die meisten Lebensformen. Darüber hinaus sind aus einfacheren Kohlenhydraten gebildete Polysaccharide wichtige Strukturkomponenten vieler Organismen wie der Zellwände von Bakterien und Pflanzen.[citation needed]

Kohlenhydrate sind die Produkte der pflanzlichen Photosynthese und der tierischen Glukoneogenese. Bei der Photosynthese entsteht zunächst 3-Phosphoglycerinaldehyd, ein Zuckeratom mit drei Kohlenstoffatomen (eine Triose).[21]::Kapitel 8 Diese Triose wiederum kann durch den Calvin-Zyklus in Glucose (ein Zucker enthaltendes Atom mit sechs Kohlenstoffatomen) oder eine Vielzahl von Pentosen (Zucker enthaltendes Atom mit fünf Kohlenstoffatomen) umgewandelt werden. Bei Tieren können die drei Kohlenstoffvorläufer Lactat oder Glycerin in Pyruvat umgewandelt werden, das wiederum in der Leber in Kohlenhydrate umgewandelt werden kann.[citation needed]

Fettsäuren und Polyketide[edit]

Durch den Prozess der Glykolyse werden Zucker in Acetyl-CoA zerlegt. In einer ATP-abhängigen enzymatisch katalysierten Reaktion wird Acetyl-CoA carboxyliert, um Malonyl-CoA zu bilden. Acetyl-CoA und Malonyl-CoA gehen eine Claisen-Kondensation mit Kohlendioxidverlust ein, um Acetoacetyl-CoA zu bilden. Zusätzliche Kondensationsreaktionen erzeugen sukzessive Poly-β-Ketoketten mit höherem Molekulargewicht, die dann in andere Polyketide umgewandelt werden.[21]::Kapitel 3 Die Polyketidklasse der Naturstoffe hat verschiedene Strukturen und Funktionen und umfasst Prostaglandine und Makrolidantibiotika.[citation needed]

Ein Molekül Acetyl-CoA (die “Startereinheit”) und mehrere Moleküle Malonyl-CoA (die “Extendereinheiten”) werden durch Fettsäuresynthase unter Bildung von Fettsäuren kondensiert.[21]::Kapitel 3 Fettsäure ist ein wesentlicher Bestandteil von Lipiddoppelschichten, die Zellmembranen sowie Fettenergiespeicher bei Tieren bilden.[citation needed]

Quellen[edit]

Naturstoffe können aus Zellen, Geweben und Sekreten von Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren extrahiert werden.[26][27] Ein roher (unfraktionierter) Extrakt aus einer dieser Quellen enthält eine Reihe strukturell vielfältiger und häufig neuartiger chemischer Verbindungen. Die chemische Vielfalt in der Natur basiert auf der biologischen Vielfalt. Daher sammeln Forscher Proben aus der ganzen Welt, um sie in Screenings oder Bioassays zur Wirkstoffentdeckung zu analysieren und zu bewerten. Diese Suche nach biologisch aktiven Naturstoffen wird als Bioprospektion bezeichnet.[26][27]

Die Pharmakognosie bietet die Werkzeuge zum Nachweis, zur Isolierung und zur Identifizierung bioaktiver Naturstoffe, die für medizinische Zwecke entwickelt werden könnten. Wenn ein “Wirkstoff” aus einer traditionellen Medizin oder einem anderen biologischen Material isoliert wird, spricht man von einem “Treffer”. Anschließend werden wissenschaftliche und rechtliche Arbeiten durchgeführt, um den Treffer zu validieren (z. B. Aufklärung des Wirkmechanismus, Bestätigung, dass kein Konflikt mit geistigem Eigentum besteht). Darauf folgt das Hit-to-Lead-Stadium der Wirkstoffentdeckung, in dem Derivate des Wirkstoffs hergestellt werden, um seine Wirksamkeit und Sicherheit zu verbessern.[28][29] Auf diese und verwandte Weise können moderne Arzneimittel direkt aus natürlichen Quellen entwickelt werden.[citation needed]

Obwohl traditionelle Arzneimittel und anderes biologisches Material als ausgezeichnete Quelle für neue Verbindungen angesehen werden, kann die Extraktion und Isolierung dieser Verbindungen ein langsamer, teurer und ineffizienter Prozess sein. Für die Herstellung in großem Maßstab können daher Versuche unternommen werden, die neue Verbindung durch Totalsynthese oder Semisynthese herzustellen.[30] Da Naturstoffe im Allgemeinen Sekundärmetaboliten mit komplexen chemischen Strukturen sind, ist ihre Gesamt- / Semisynthese nicht immer kommerziell realisierbar. In diesen Fällen können Anstrengungen unternommen werden, um einfachere Analoga mit vergleichbarer Wirksamkeit und Sicherheit zu entwerfen, die für die Total- / Semisynthese geeignet sind.[31]

Prokaryotisch[edit]

Bakterien[edit]

Die zufällige Entdeckung und der anschließende klinische Erfolg von Penicillin führten zu einer groß angelegten Suche nach anderen Umweltmikroorganismen, die möglicherweise antiinfektiöse Naturstoffe produzieren. Boden- und Wasserproben wurden aus der ganzen Welt gesammelt, was zur Entdeckung von Streptomycin (abgeleitet von) führte Streptomyces griseus) und die Erkenntnis, dass Bakterien, nicht nur Pilze, eine wichtige Quelle für pharmakologisch aktive Naturstoffe darstellen.[33] Dies führte wiederum zur Entwicklung eines beeindruckenden Arsenals an antibakteriellen und antimykotischen Wirkstoffen, darunter Amphotericin B, Chloramphenicol, Daptomycin und Tetracyclin (aus Streptomyces spp.),[34] die Polymyxine (aus Paenibacillus polymyxa),[35] und die Rifamycine (aus Amycolatopsis rifamycinica).[36]

Obwohl die meisten von Bakterien stammenden Medikamente als Antiinfektiva eingesetzt werden, haben einige in anderen Bereichen der Medizin Verwendung gefunden. Botulinumtoxin (aus Clostridium botulinum) und Bleomycin (aus Streptomyces verticillus) sind zwei Beispiele. Botulinum, das für Botulismus verantwortliche Neurotoxin, kann in bestimmte Muskeln (z. B. die das Augenlid steuernden) injiziert werden, um Muskelkrämpfen vorzubeugen.[32] Das Glycopeptid Bleomycin wird auch zur Behandlung mehrerer Krebsarten verwendet, einschließlich Hodgkin-Lymphom, Kopf- und Halskrebs und Hodenkrebs.[37] Neuere Trends auf diesem Gebiet umfassen die Stoffwechselprofilierung und Isolierung von Naturstoffen aus neuartigen Bakterienarten, die in unerforschten Umgebungen vorkommen. Beispiele sind Symbionten oder Endophyten aus tropischen Umgebungen,[38] unterirdische Bakterien, die durch Bergbau / Bohrungen tief unter der Erde gefunden wurden,[39][40] und Meeresbakterien.[41]

Archaea[edit]

Da sich viele Archaea an das Leben in extremen Umgebungen wie Polarregionen, heißen Quellen, sauren Quellen, alkalischen Quellen, Salzseen und dem hohen Druck des Tiefseewassers angepasst haben, besitzen sie Enzyme, die unter recht ungewöhnlichen Bedingungen funktionieren. Diese Enzyme sind potenziell in der Lebensmittel-, Chemie- und Pharmaindustrie von Nutzen, wo biotechnologische Prozesse häufig hohe Temperaturen, extreme pH-Werte, hohe Salzkonzentrationen und / oder hohen Druck beinhalten. Beispiele für bisher identifizierte Enzyme umfassen Amylasen, Pullulanasen, Cyclodextrin-Glycosyltransferasen, Cellulasen, Xylanasen, Chitinasen, Proteasen, Alkoholdehydrogenase und Esterasen.[42] Archaea stellen auch eine Quelle für neue chemische Verbindungen dar, beispielsweise Isoprenylglycerolether 1 und 2 aus Thermococcus S557 und Methanocaldococcus jannaschii, beziehungsweise.[43]

Eukaryotisch[edit]

Pilze[edit]

Mehrere antiinfektiöse Medikamente wurden von Pilzen abgeleitet, darunter Penicillin und die Cephalosporine (antibakterielle Medikamente von Penicillium chrysogenum und Cephalosporium acremonium, beziehungsweise)[33] und Griseofulvin (ein Antimykotikum aus Penicillium griseofulvum).[44] Andere medizinisch nützliche Pilzmetaboliten umfassen Lovastatin (aus Pleurotus ostreatus), die zu einer Reihe von Medikamenten wurde, die den Cholesterinspiegel senken, Cyclosporin (aus Tolypocladium inflatum), das zur Unterdrückung der Immunantwort nach Organtransplantationen eingesetzt wird, und Ergometrin (aus Claviceps spp.), der als Vasokonstriktor wirkt und zur Vorbeugung von Blutungen nach der Geburt eingesetzt wird.[21]::Kapitel 6Asperlicin (aus Aspergillus alliaceus) ist ein weiteres Beispiel. Asperlicin ist ein neuartiger Antagonist von Cholecystokinin, einem Neurotransmitter, von dem angenommen wird, dass er an Panikattacken beteiligt ist und möglicherweise zur Behandlung von Angstzuständen eingesetzt werden könnte.[citation needed]

Pflanzen[edit]

Pflanzen sind eine Hauptquelle für komplexe und strukturell sehr unterschiedliche chemische Verbindungen (Phytochemikalien). Diese strukturelle Vielfalt ist teilweise auf die natürliche Selektion der produzierenden Organismen zurückzuführen stark Verbindungen zur Abschreckung von Pflanzenfressern (Futtermittel).[46] Hauptklassen von Phytochemikalien umfassen Phenole, Polyphenole, Tannine, Terpene und Alkaloide.[47] Obwohl die Anzahl der Pflanzen, die ausgiebig untersucht wurden, relativ gering ist, wurden bereits viele pharmakologisch aktive Naturstoffe identifiziert. Klinisch nützliche Beispiele umfassen die Antikrebsmittel Paclitaxel und Omacetaxin-Mepesuccinat (aus Taxus brevifolia und Cephalotaxus harringtonii, beziehungsweise),[48] das Malariamittel Artemisinin (aus Artemisia annua),[49] und der Acetylcholinesterase-Inhibitor Galantamin (aus Galanthus spp.) zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit.[50] Andere pflanzliche Arzneimittel, die medizinisch und / oder in der Freizeit verwendet werden, umfassen Morphin, Kokain, Chinin, Tubocurarin, Muskarin und Nikotin.[21]::Kapitel 6

Tiere[edit]

Tiere sind auch eine Quelle für bioaktive Naturstoffe. Insbesondere giftige Tiere wie Schlangen, Spinnen, Skorpione, Raupen, Bienen, Wespen, Tausendfüßler, Ameisen, Kröten und Frösche haben viel Aufmerksamkeit erregt. Dies liegt daran, dass Giftbestandteile (Peptide, Enzyme, Nukleotide, Lipide, biogene Amine usw.) häufig sehr spezifische Wechselwirkungen mit einem makromolekularen Ziel im Körper haben (z. B. α-Bungarotoxin aus Kobras).[52][53] Wie bei pflanzlichen Fütterungsmitteln wird diese biologische Aktivität auf natürliche Selektion zurückgeführt, wobei Organismen, die in der Lage sind, ihre Beute zu töten oder zu lähmen und / oder sich gegen Raubtiere zu verteidigen, eher überleben und sich vermehren.[53]

Aufgrund dieser spezifischen Wechselwirkungen zwischen Chemikalien und Zielen haben sich Giftbestandteile als wichtige Werkzeuge zur Untersuchung von Rezeptoren, Ionenkanälen und Enzymen erwiesen. In einigen Fällen haben sie auch als Vorreiter bei der Entwicklung neuartiger Medikamente gedient. Zum Beispiel Teprotid, ein Peptid, das aus dem Gift der brasilianischen Grubenotter isoliert wurde Bothrops Jararacawar führend bei der Entwicklung der blutdrucksenkenden Mittel Cilazapril und Captopril.[53] Auch Echistatin, ein Zerfall aus dem Gift der sägenschuppigen Viper Echis carinatus war führend bei der Entwicklung des Thrombozytenaggregationshemmers Tirofiban.[54]

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Landtieren und Amphibien wurden viele Meerestiere auf pharmakologisch aktive Naturstoffe untersucht, wobei Korallen, Schwämme, Manteltiere, Meeresschnecken und Bryozoen Chemikalien mit interessanten analgetischen, antiviralen und Antikrebsaktivitäten liefern.[55] Zwei für die klinische Verwendung entwickelte Beispiele umfassen ω-Conotoxin (aus der Meeresschnecke) Conus magus)[56][51] und Ecteinascidin 743 (aus der Manteltiere Ecteinascidia turbinata).[57] Das erstere, ω-Conotoxin, wird verwendet, um schwere und chronische Schmerzen zu lindern.[51][56] während letzteres Ecteinascidin 743 zur Behandlung von metastasiertem Weichteilsarkom verwendet wird.[58] Andere natürliche Produkte, die von Meerestieren stammen und als mögliche Therapien untersucht werden, umfassen die Antitumormittel Discodermolid (aus dem Schwamm) Discodermia dissoluta),[59]Eleutherobin (aus der Koralle Erythropodium caribaeorum) und die Bryostatine (aus dem Bryozoan Bugula neritina).[59]

Medizinische Anwendungen[edit]

Naturstoffe haben manchmal eine pharmakologische Aktivität, die bei der Behandlung von Krankheiten von therapeutischem Nutzen sein kann.[60][61][62] Darüber hinaus können synthetische Analoga von Naturstoffen mit verbesserter Wirksamkeit und Sicherheit hergestellt werden, weshalb Naturstoffe häufig als Ausgangspunkte für die Wirkstoffentdeckung verwendet werden. Naturstoffbestandteile haben zahlreiche Bemühungen zur Wirkstoffentdeckung angeregt, die schließlich als neue Wirkstoffe anerkannt wurden[63][64]

Traditionelle Medizin[edit]

Repräsentative Beispiele für Arzneimittel auf Basis natürlicher Produkte

Indigene Völker und alte Zivilisationen experimentierten mit verschiedenen pflanzlichen und tierischen Teilen, um festzustellen, welche Wirkung sie haben könnten.[45] Durch Versuch und Irrtum in Einzelfällen fanden traditionelle Heiler oder Schamanen einige Quellen, die therapeutische Wirkung zeigten und das Wissen über eine rohe Droge repräsentierten, die über Generationen in Praktiken wie der traditionellen chinesischen Medizin und dem Ayurveda weitergegeben wurde.[45][65] Extrakte einiger Naturstoffe führten zur modernen Entdeckung ihrer Wirkstoffe und schließlich zur Entwicklung neuer Medikamente.[45][66]

Moderne Arzneimittel aus Naturstoffen[edit]

Eine große Anzahl derzeit verschriebener Medikamente wurde entweder direkt von Naturprodukten abgeleitet oder von diesen inspiriert.[1][67]

Einige der ältesten auf Naturstoffen basierenden Medikamente sind Analgetika. Es ist seit der Antike bekannt, dass die Rinde des Weidenbaums schmerzlindernde Eigenschaften hat. Dies ist auf das Vorhandensein des Naturprodukts Salicin zurückzuführen, das wiederum zu Salicylsäure hydrolysiert werden kann. Ein synthetisches Derivat Acetylsalicylsäure, besser bekannt als Aspirin, ist ein weit verbreitetes Schmerzmittel. Sein Wirkungsmechanismus ist die Hemmung des Enzyms Cyclooxygenase (COX).[68] Ein weiteres bemerkenswertes Beispiel ist, dass Opium aus dem Latex gewonnen wird Papaver somniferous (eine blühende Mohnpflanze). Die stärkste narkotische Komponente von Opium ist das Alkaloid Morphin, das als Opioidrezeptoragonist wirkt.[69] Ein neueres Beispiel ist das N-Typ-Calciumkanalblocker-Ziconotid-Analgetikum, das auf einem cyclischen Peptidkegel-Schneckentoxin (ω-Conotoxin MVIIA) aus der Spezies basiert Conus magus.[70]

Eine signifikante Anzahl von Antiinfektiva basiert auf natürlichen Produkten.[27] Das erste entdeckte Antibiotikum, Penicillin, wurde aus dem Schimmel isoliert Penicillium. Penicillin und verwandte Beta-Lactame hemmen das DD-Transpeptidase-Enzym, das Bakterien benötigen, um Peptidoglycan zur Bildung der Zellwand zu vernetzen.[71]

Mehrere Naturstoffmedikamente zielen auf Tubulin ab, das Bestandteil des Zytoskeletts ist. Dazu gehört der aus dem Tubulinpolymerisationsinhibitor Colchicin isolierte Colchicum autumnale (Herbstkrokusblüte), die zur Behandlung von Gicht verwendet wird.[72] Colchicin wird aus den Aminosäuren Phenylalanin und Tryptophan biosynthetisiert. Im Gegensatz dazu ist Paclitaxel ein Tubulinpolymerisationsstabilisator und wird als Chemotherapeutikum verwendet. Paclitaxel basiert auf dem Terpenoid-Naturstoff Taxol, aus dem isoliert wird Taxus brevifolia (die pazifische Eibe).[73]

Eine Klasse von Arzneimitteln, die häufig zur Senkung des Cholesterinspiegels verwendet werden, sind die HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren, beispielsweise Atorvastatin. Diese wurden aus Mevastatin entwickelt, einem vom Pilz produzierten Polyketid Penicillium citrinum.[74] Schließlich werden eine Reihe von Naturstoffmedikamenten zur Behandlung von Bluthochdruck und Herzinsuffizienz eingesetzt. Dazu gehört der Angiotensin-Converting-Enzym-Inhibitor Captopril. Captopril basiert auf dem peptidischen Bradykinin-Potenzierungsfaktor, der aus dem Gift der brasilianischen Pfeilspitzenotter isoliert wurde (Bothrops Jararaca).[75]

Begrenzungs- und Aktivierungsfaktoren[edit]

Zahlreiche Herausforderungen beschränken die Verwendung von Naturstoffen für die Wirkstoffentdeckung, was dazu führt, dass Pharmaunternehmen im 21. Jahrhundert die Entdeckungsbemühungen dem Hochdurchsatz-Screening von reinen synthetischen Verbindungen mit kürzeren Zeiträumen für die Verfeinerung widmen.[12] Naturstoffquellen sind häufig unzugänglich für Zugang und Lieferung, weisen eine hohe Wahrscheinlichkeit der Vervielfältigung auf, verursachen von Natur aus Bedenken hinsichtlich des Patentschutzes in Bezug auf geistiges Eigentum, variieren in der Zusammensetzung aufgrund der Beschaffungssaison oder der Umgebung und sind anfällig für steigende Aussterberaten.[12]

Die biologische Ressource für die Wirkstoffentdeckung aus Naturstoffen ist nach wie vor reichlich vorhanden, wobei nur ein geringer Prozentsatz der Mikroorganismen, Pflanzenarten und Insekten auf Bioaktivität untersucht wird.[12] In enormer Zahl bleiben Bakterien und marine Mikroorganismen ungeprüft.[76][77] Ab 2008 wurde das Gebiet der Metagenomik vorgeschlagen, um Gene und ihre Funktion in Bodenmikroben zu untersuchen.[77][78] Die meisten Pharmaunternehmen haben diese Ressource jedoch nicht vollständig genutzt und stattdessen eine „diversitätsorientierte Synthese“ aus Bibliotheken bekannter Arzneimittel oder natürlicher Quellen für Bleiverbindungen mit höherem Bioaktivitätspotenzial entwickelt.[12]

Isolierung und Reinigung[edit]

Penicillin G, das erste seiner Klasse, Pilzantibiotikum, wurde Ende der 1920er Jahre vom schottischen Mikrobiologen Alexander Fleming untersucht und Ende der 1930er Jahre von Ernst Boris Chain, Howard Florey und anderen als Therapeutikum durch Naturstoffisolierung praktiziert benannte Wissenschaftler, die 1945 den Nobelpreis für Medizin für die Arbeit teilen. Fleming erkannte die antibakterielle Aktivität und das klinische Potenzial von “Pen G”, konnte es jedoch nicht reinigen oder stabilisieren.[79] Entwicklungen bei chromatographischen Trennungen und Gefriertrocknung trugen dazu bei, Fortschritte bei der Herstellung kommerzieller Mengen von Penicillin und anderen Naturstoffen zu erzielen.[citation needed]

Alle Naturstoffe beginnen als Gemische mit anderen Verbindungen aus der natürlichen Quelle, oft sehr komplexen Gemischen, aus denen das interessierende Produkt isoliert und gereinigt werden muss. Das Isolation eines Naturstoffs bezieht sich je nach Kontext entweder auf die Isolierung ausreichender Mengen reiner chemischer Stoffe zur Aufklärung der chemischen Struktur, zur Ableitung / Abbauchemie, zu biologischen Tests und zu anderen Forschungsbedürfnissen (im Allgemeinen Milligramm bis Gramm, historisch gesehen jedoch häufig mehr). ,[citation needed] oder zur Isolierung von “analytischen Größen” der interessierenden Substanz, wobei der Schwerpunkt auf der Identifizierung und Quantifizierung der Substanz liegt (z. B. in biologischem Gewebe oder in biologischer Flüssigkeit) und wo die isolierte Menge von der angewandten Analysemethode abhängt (dies jedoch allgemein der Fall ist) immer Submikrogramm im Maßstab).[80][page needed] Die Leichtigkeit, mit der der Wirkstoff isoliert und gereinigt werden kann, hängt von der Struktur, Stabilität und Menge des Naturprodukts ab. Die Isolierungsmethoden, die angewendet werden, um diese zwei unterschiedlichen Produktskalen zu erreichen, sind ebenfalls unterschiedlich, umfassen jedoch im Allgemeinen Extraktion, Fällung, Adsorption, Chromatographie und manchmal Kristallisation. In beiden Fällen wird die isolierte Substanz gereinigt chemische HomogenitätDas heißt, spezifische kombinierte Trennungs- und Analysemethoden wie LC-MS-Methoden werden so ausgewählt, dass sie “orthogonal” sind – wobei ihre Trennungen auf der Grundlage unterschiedlicher Wechselwirkungsmodi zwischen Substanz und Isolationsmatrix erreicht werden – mit dem Ziel, nur eine einzige Spezies nachzuweisen, die in vorhanden ist die mutmaßliche reine Probe. Auf eine frühe Isolation folgt fast zwangsläufig Strukturbestimmunginsbesondere wenn eine wichtige pharmakologische Aktivität mit dem gereinigten Naturprodukt verbunden ist.[citation needed]

Strukturbestimmung bezieht sich auf Methoden zur Bestimmung der chemischen Struktur eines isolierten, reinen Naturprodukts, ein Prozess, der eine Reihe chemischer und physikalischer Methoden umfasst, die sich im Laufe der Geschichte der Naturstoffforschung deutlich verändert haben. In den frühesten Tagen konzentrierten sich diese auf die chemische Umwandlung unbekannter Substanzen in bekannte Substanzen und die Messung physikalischer Eigenschaften wie Schmelzpunkt und Siedepunkt sowie verwandte Methoden zur Bestimmung des Molekulargewichts.[citation needed] In der Neuzeit konzentrieren sich die Methoden auf Massenspektrometrie und Kernspinresonanzmethoden, häufig mehrdimensionale und, wenn möglich, niedermolekulare Kristallographie.[citation needed] Zum Beispiel wurde die chemische Struktur von Penicillin 1945 von Dorothy Crowfoot Hodgkin bestimmt, für die sie später einen Nobelpreis für Chemie erhielt (1964).[81]

Synthese[edit]

Viele Naturprodukte haben sehr komplexe Strukturen. Die wahrgenommene Komplexität eines Naturstoffs ist eine qualitative Angelegenheit, die aus der Berücksichtigung seiner Molekülmasse, der besonderen Anordnung der Unterstrukturen (funktionelle Gruppen, Ringe usw.) zueinander, der Anzahl und Dichte dieser funktionellen Gruppen und der Stabilität besteht von diesen Gruppen und des Moleküls als Ganzes, der Anzahl und Art der stereochemischen Elemente, den physikalischen Eigenschaften des Moleküls und seiner Zwischenprodukte (die sich auf die Leichtigkeit seiner Handhabung und Reinigung auswirken), all dies im Zusammenhang mit dem Neuheit der Struktur und ob vorhergehende verwandte Synthesebemühungen erfolgreich waren (siehe unten für Details).[citation needed] Einige Naturstoffe, insbesondere solche, die weniger komplex sind, lassen sich leicht und kostengünstig durch vollständige chemische Synthese aus leicht verfügbaren, einfacheren chemischen Bestandteilen herstellen, ein Verfahren, das als Totalsynthese bezeichnet wird (insbesondere wenn das Verfahren keine durch biologische Wirkstoffe vermittelten Schritte umfasst). Nicht alle Naturprodukte sind für eine Totalsynthese geeignet, kostengünstig oder auf andere Weise. Insbesondere sind die komplexesten oft nicht. Viele sind zugänglich, aber die erforderlichen Wege sind einfach zu teuer, um eine Synthese im praktischen oder industriellen Maßstab zu ermöglichen. Um jedoch für weitere Untersuchungen zur Verfügung zu stehen, müssen alle Naturstoffe isoliert und gereinigt werden. Dies kann ausreichen, wenn die Isolierung geeignete Mengen des Naturprodukts für den beabsichtigten Zweck liefert (z. B. als Arzneimittel zur Linderung von Krankheiten). Arzneimittel wie Penicillin, Morphin und Paclitaxel erwiesen sich in erschwinglichen Maßstäben nur über Isolierungsverfahren (ohne dass ein wesentlicher Beitrag zur synthetischen Chemie geleistet wurde) als erschwinglich.[citation needed] In anderen Fällen sind die benötigten Mittel jedoch ohne Manipulationen der synthetischen Chemie nicht verfügbar.[citation needed]

Semisynthese[edit]

Der Prozess der Isolierung eines Naturprodukts von seiner Quelle kann in Bezug auf den Zeit- und Materialaufwand kostspielig sein und die Verfügbarkeit der verwendeten natürlichen Ressource in Frage stellen (oder ökologische Konsequenzen für die Ressource haben). Zum Beispiel wurde geschätzt, dass die Rinde einer ganzen Eibe (Taxus brevifolia) müsste geerntet werden, um genug Paclitaxel für nur eine Einzeldosis Therapie zu extrahieren.[82] Darüber hinaus ist die Anzahl der Strukturanaloga, die für die Strukturaktivitätsanalyse (SAR) einfach über die Ernte erhältlich sind (wenn überhaupt mehr als ein Strukturanalog vorhanden ist), durch die im Organismus wirkende Biologie begrenzt und liegt somit außerhalb der Kontrolle des Experimentators.[citation needed]

In solchen Fällen, in denen das endgültige Ziel schwerer zu erreichen ist oder die SAR begrenzt, ist es manchmal möglich, einen Biosynthesevorläufer oder ein Analogon im mittleren bis späten Stadium zu beschaffen, aus dem das endgültige Ziel hergestellt werden kann. Dies wird als Semisynthese oder bezeichnet Teilsynthese. Bei diesem Ansatz wird das verwandte Biosynthesezwischenprodukt geerntet und dann durch herkömmliche Verfahren der chemischen Synthese in das Endprodukt umgewandelt.[citation needed]

Diese Strategie kann zwei Vorteile haben. Erstens kann das Zwischenprodukt leichter und in höherer Ausbeute extrahiert werden als das letztendlich gewünschte Produkt. Ein Beispiel hierfür ist Paclitaxel, das durch Extraktion von 10-Deacetylbaccatin III aus hergestellt werden kann T. brevifolia Nadeln, dann eine vierstufige Synthese durchführen.[citation needed] Zweitens kann der Weg zwischen halbsynthetischem Ausgangsmaterial und Endprodukt die Synthese von Analoga des Endprodukts ermöglichen. Die halbsynthetischen Penicilline der neueren Generation veranschaulichen den Nutzen dieses Ansatzes.[citation needed]

Totalsynthese[edit]

Strukturelle Darstellung von Cobalamin, einem frühen Naturprodukt, das isoliert und strukturell charakterisiert ist.[83] Die variable R-Gruppe kann eine Methyl- oder 5′-Adenosylgruppe oder ein Cyanid- oder Hydroxidanion sein. Der “Beweis” durch Synthese von Vitamin B.12 wurde 1972 von den Gruppen von RB Woodward durchgeführt[84] und A. Eschenmoser.[85]

Im Allgemeinen ist die Totalsynthese von Naturstoffen eine nichtkommerzielle Forschungsaktivität, die auf ein tieferes Verständnis der Synthese bestimmter Naturstoffgerüste und die Entwicklung grundlegender neuer Synthesemethoden abzielt. Trotzdem ist es von enormer wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Bedeutung. Durch die Bereitstellung anspruchsvoller synthetischer Targets hat es beispielsweise eine zentrale Rolle bei der Entwicklung des Gebiets der organischen Chemie gespielt.[86][87] Vor der Entwicklung analytischer chemischer Methoden im 20. Jahrhundert wurden die Strukturen von Naturstoffen durch Totalsynthese (sogenannter “Strukturnachweis durch Synthese”) bestätigt.[88] Frühe Bemühungen in der Naturstoffsynthese zielten auf komplexe Substanzen wie Cobalamin (Vitamin B) ab12), ein essentieller Cofaktor im Zellstoffwechsel.[84][85]

Symmetrie[edit]

Die Untersuchung von dimerisierten und trimerisierten Naturstoffen hat gezeigt, dass häufig ein Element bilateraler Symmetrie vorliegt. Bilaterale Symmetrie bezieht sich auf ein Molekül oder System, das ein C enthält2, C.soder C.2v Punktgruppenidentität. C.2 Symmetrie ist in der Regel viel häufiger als andere Arten der bilateralen Symmetrie. Dieser Befund gibt Aufschluss darüber, wie diese Verbindungen mechanistisch hergestellt werden könnten, und gibt einen Einblick in die thermodynamischen Eigenschaften, die diese Verbindungen günstiger machen. Dichtefunktionaltheoretische (DFT), Hartree Fock- und semiempirische Berechnungen zeigen ebenfalls eine gewisse Begünstigung für die Dimerisierung in Naturstoffen aufgrund der Entwicklung von mehr Energie pro Bindung als das äquivalente Trimer oder Tetramer. Es wird vermutet, dass dies auf eine sterische Hinderung im Kern des Moleküls zurückzuführen ist, da die meisten Naturstoffe eher von Kopf zu Kopf als von Kopf zu Schwanz dimerisieren und trimerisieren.[89]

Forschung und Lehre[edit]

Forschungs- und Lehrtätigkeiten im Zusammenhang mit Naturprodukten fallen in verschiedene akademische Bereiche, darunter organische Chemie, medizinische Chemie, Pharmakognosie, Ethnobotanik, traditionelle Medizin und Ethnopharmakologie. Andere biologische Bereiche umfassen chemische Biologie, chemische Ökologie, Chemogenomik,[90]Systembiologie, molekulare Modellierung, Chemometrie und Chemoinformatik.[91]

Chemie[edit]

Die Naturstoffchemie ist ein eigenständiges Gebiet der chemischen Forschung, das für die Entwicklung und Geschichte der Chemie von Bedeutung war. Das Isolieren und Identifizieren von Naturstoffen war wichtig, um Substanzen für die frühe präklinische Wirkstoffforschung zu beschaffen, um die traditionelle Medizin und Ethnopharmakologie zu verstehen und pharmakologisch nützliche Bereiche des chemischen Raums zu finden.[92] Um dies zu erreichen, wurden viele technologische Fortschritte erzielt, wie die Entwicklung der Technologie im Zusammenhang mit chemischen Trennungen und die Entwicklung moderner Methoden zur Bestimmung der chemischen Struktur wie NMR. Darüber hinaus werden Naturstoffe durch organische Synthese hergestellt, um ihre Struktur zu bestätigen oder um Zugang zu größeren Mengen von Naturprodukten von Interesse zu erhalten. In diesem Prozess wurde die Struktur einiger Naturprodukte überarbeitet,[93][94][95] Die Herausforderung, Naturstoffe zu synthetisieren, hat zur Entwicklung neuer Synthesemethoden, Synthesestrategien und -taktiken geführt.[96] In dieser Hinsicht spielen Naturstoffe eine zentrale Rolle bei der Ausbildung neuer synthetischer organischer Chemiker und sind eine Hauptmotivation für die Entwicklung neuer Varianten alter chemischer Reaktionen (z. B. die Evans-Aldol-Reaktion) sowie für die vollständige Entdeckung neue chemische Reaktionen (z. B. die Woodward-cis-Hydroxylierung, die Sharpless-Epoxidierung und die Suzuki-Miyaura-Kreuzkupplungsreaktionen).[97]

Biochemie[edit]

Die Biosynthese von Naturstoffen ist von Interesse. Die Kenntnis der Biosynthese ermöglicht verbesserte Wege zu wertvollen Naturstoffen. Dieses Wissen kann dann genutzt werden, um auf größere Mengen von Naturstoffen mit interessanter biologischer Aktivität zuzugreifen und um medizinisch nützliche Naturstoffe wie Alkaloide effizienter und wirtschaftlicher herzustellen.[98]

Geschichte[edit]

Antoine Lavoisier (1743–1794)

Friedrich Wöhler (1800-1882)

Hermann Emil Fischer (1852-1919)

Richard Willstätter (1872-1942)

Robert Robinson (1886-1975)

Grundlagen der organischen und Naturstoffchemie[edit]

Das Konzept der Naturstoffe reicht bis ins frühe 19. Jahrhundert zurück, als die Grundlagen der organischen Chemie gelegt wurden. Die organische Chemie wurde damals als die Chemie von Substanzen angesehen, aus denen Pflanzen und Tiere bestehen. Es war eine relativ komplexe Form der Chemie und stand in starkem Kontrast zur anorganischen Chemie, deren Prinzipien der Franzose Antoine Lavoisier 1789 in seiner Arbeit aufgestellt hatte Traité Élémentaire de Chimie.[99]

Isolation[edit]

Lavoisier zeigte Ende des 18. Jahrhunderts, dass organische Substanzen aus einer begrenzten Anzahl von Elementen bestehen: hauptsächlich Kohlenstoff und Wasserstoff und ergänzt durch Sauerstoff und Stickstoff. Er konzentrierte sich schnell auf die Isolierung dieser Substanzen, oft weil sie eine interessante pharmakologische Aktivität hatten. Pflanzen waren die Hauptquelle für solche Verbindungen, insbesondere Alkaloide und Glykoside. Es war seit langem bekannt, dass Opium, eine klebrige Mischung von Alkaloiden (einschließlich Codein, Morphin, Noscapin, Thebain und Papaverin) aus Schlafmohn (Papaver somniferum), narkotische und gleichzeitig geistesverändernde Eigenschaften besaß. Bereits 1805 hatte der deutsche Chemiker Friedrich Sertürner Morphin isoliert, und in den 1870er Jahren wurde entdeckt, dass das Kochen von Morphin mit Essigsäureanhydrid eine Substanz mit starker schmerzunterdrückender Wirkung hervorbrachte: Heroin.[100] 1815 isolierte Eugène Chevreul Cholesterin, eine kristalline Substanz, aus tierischem Gewebe, das zur Klasse der Steroide gehört, und 1820 wurde Strychnin, ein Alkaloid, isoliert.[citation needed]

Synthese[edit]

Ein zweiter wichtiger Schritt war die Synthese organischer Verbindungen. Während die Synthese anorganischer Substanzen seit langem bekannt ist, war die Synthese organischer Substanzen eine schwierige Hürde. Der schwedische Chemiker Jöns Jacob Berzelius vertrat 1827 die Auffassung, dass eine unverzichtbare Naturkraft für die Synthese organischer Verbindungen, die als Lebenskraft oder Lebenskraft bezeichnet wird, erforderlich sei. Diese philosophische Idee, der Vitalismus, hatte bis weit ins 19. Jahrhundert hinein viele Anhänger, auch nach der Einführung der Atomtheorie. Die Idee des Vitalismus passte besonders zum Glauben an die Medizin; Die traditionellsten Heilpraktiken glaubten, dass Krankheit das Ergebnis eines Ungleichgewichts in den Lebensenergien ist, das das Leben vom Nichtleben unterscheidet. Ein erster Versuch, die Idee des Vitalismus in der Wissenschaft zu brechen, wurde 1828 unternommen, als es dem deutschen Chemiker Friedrich Wöhler gelang, Harnstoff, ein im Urin vorkommendes Naturprodukt, durch Erhitzen von Ammoniumcyanat, einer anorganischen Substanz, zu synthetisieren:[101]

Diese Reaktion zeigte, dass zur Herstellung organischer Substanzen keine Lebenskraft erforderlich war. Diese Idee stieß jedoch zunächst auf große Skepsis, und nur 20 Jahre später, mit der Synthese von Essigsäure aus Kohlenstoff durch Adolph Wilhelm Hermann Kolbe, wurde die Idee akzeptiert. Die organische Chemie hat sich seitdem zu einem unabhängigen Forschungsgebiet entwickelt, das sich der Untersuchung kohlenstoffhaltiger Verbindungen widmet, da dieses gemeinsame Element in einer Vielzahl von Substanzen aus der Natur nachgewiesen wurde. Ein wichtiger Faktor bei der Charakterisierung organischer Materialien war auf der Grundlage ihrer physikalischen Eigenschaften (wie Schmelzpunkt, Siedepunkt, Löslichkeit, Kristallinität oder Farbe).[citation needed]

Strukturtheorien[edit]

Ein dritter Schritt war die Strukturaufklärung organischer Substanzen: Obwohl die Elementzusammensetzung reiner organischer Substanzen (unabhängig davon, ob sie natürlichen oder synthetischen Ursprungs waren) ziemlich genau bestimmt werden konnte, war die Molekülstruktur immer noch ein Problem. Der Drang zur Strukturaufklärung resultierte aus einem Streit zwischen Friedrich Wöhler und Justus von Liebig, die beide ein Silbersalz derselben Zusammensetzung untersuchten, aber unterschiedliche Eigenschaften hatten. Wöhler untersuchte Silbercyanat, eine harmlose Substanz, während von Liebig Silberfulminat, ein Salz mit explosiven Eigenschaften, untersuchte.[102] Die Elementaranalyse zeigt, dass beide Salze gleiche Mengen Silber, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff enthalten. Nach den damals vorherrschenden Vorstellungen sollten beide Substanzen die gleichen Eigenschaften besitzen, was jedoch nicht der Fall war. Dieser offensichtliche Widerspruch wurde später durch Berzelius ‘Isomertheorie gelöst, wobei nicht nur die Anzahl und Art der Elemente für die Eigenschaften und die chemische Reaktivität von Bedeutung sind, sondern auch die Position der Atome innerhalb einer Verbindung. Dies war eine direkte Ursache für die Entwicklung von Strukturtheorien wie der radikalen Theorie von Jean-Baptiste Dumas und der Substitutionstheorie von Auguste Laurent.[103] Es dauerte jedoch bis 1858, bis Kekulé bis August eine bestimmte Strukturtheorie formulierte. Er stellte fest, dass Kohlenstoff vierwertig ist und sich an sich selbst binden kann, um Kohlenstoffketten zu bilden, wie sie in Naturprodukten vorkommen.[104]

Das Konzept erweitern[edit]

Das Konzept des Naturprodukts, das ursprünglich auf organischen Verbindungen beruhte, die aus Pflanzen isoliert werden konnten, wurde Mitte des 19. Jahrhunderts vom Deutschen Justus von Liebig um tierisches Material erweitert. Hermann Emil Fischer wandte sich 1884 der Erforschung von Kohlenhydraten und Purinen zu, für die er 1902 den Nobelpreis erhielt. Es gelang ihm auch, im Labor eine Vielzahl von Kohlenhydraten, einschließlich Glukose und Mannose, synthetisch herzustellen. Nach der Entdeckung von Penicillin durch Alexander Fleming im Jahr 1928 wurden Pilze und andere Mikroorganismen in das Arsenal der Naturstoffquellen aufgenommen.[100]

Meilensteine[edit]

In den 1930er Jahren waren mehrere große Klassen von Naturprodukten bekannt. Wichtige Meilensteine ​​enthalten:[according to whom?]

  • Terpene, zuerst systematisch von Otto Wallach (Nobelpreis 1910) und später von Leopold Ružička (Nobelpreis 1939) untersucht
  • Farbstoffe auf Basis von Porphinen (einschließlich Chlorophyll und Häm), untersucht von Richard Willstätter (Nobelpreis 1915) und Hans Fischer (Nobelpreis 1930)
  • Steroide, untersucht von Heinrich Otto Wieland (Nobelpreis 1927) und Adolf Windaus (Nobelpreis 1928)
  • Carotinoide, studiert von Paul Karrer (Nobelpreis 1937)
  • Vitamine, untersucht unter anderem von Paul Karrer, Adolf Windaus, Robert R. Williams, Norman Haworth (Nobelpreis 1937), Richard Kuhn (Nobelpreis 1938) und Albert Szent-Györgyi
  • Hormone untersucht von Adolf Butenandt (Nobelpreis 1939) und Edward Calvin Kendall (Nobelpreis 1950)
  • Alkaloide und Anthocyane, untersucht unter anderem von Robert Robinson (Nobelpreis 1947)

Siehe auch[edit]

Zeitschriften[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ ein b Cutler S, Cutler HG (2000). Biologisch aktive Naturstoffe: Pharmazeutika. CRC Drücken Sie. p. 5. ISBN 978-0-8493-1887-0.
  2. ^ Websters überarbeitetes ungekürztes Wörterbuch (1913). “Natürliches Produkt”. Kostenloses Online-Wörterbuch und C. & G. Merriam Co. Eine chemische Substanz, die von einem lebenden Organismus produziert wird; – ein Begriff, der üblicherweise in Bezug auf chemische Substanzen verwendet wird, die in der Natur vorkommen und unterschiedliche pharmakologische Wirkungen haben. Eine solche Substanz wird als Naturprodukt angesehen, auch wenn sie durch Totalsynthese hergestellt werden kann.
  3. ^ “Ganz natürlich”. Naturchemische Biologie. 3 (7): 351. Juli 2007. doi:10.1038 / nchembio0707-351. PMID 17576412. Die einfachste Definition für ein Naturprodukt ist ein kleines Molekül, das von einer biologischen Quelle produziert wird.
  4. ^ ein b Samuelson G (1999). Arzneimittel natürlichen Ursprungs: Ein Lehrbuch der Pharmakognosie. Taylor & Francis Ltd. ISBN 9789186274818.
  5. ^ Nationales Zentrum für komplementäre und integrative Gesundheit (2013-07-13). “Naturstoffforschung – Informationen für Forscher | NCCIH”. US-Gesundheitsministerium. Naturprodukte umfassen eine große und vielfältige Gruppe von Substanzen aus verschiedenen Quellen. Sie werden von Meeresorganismen, Bakterien, Pilzen und Pflanzen produziert. Der Begriff umfasst komplexe Extrakte dieser Hersteller, aber auch die aus diesen Extrakten abgeleiteten isolierten Verbindungen. Es enthält auch Vitamine, Mineralien und Probiotika.
  6. ^ “Über uns”. Stiftung für Naturprodukte. Abgerufen 2013-12-07. Naturprodukte sind durch eine Vielzahl von Konsumgütern vertreten, die jedes Jahr an Beliebtheit gewinnen. Diese Produkte umfassen natürliche und biologische Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Tiernahrung, Gesundheits- und Schönheitsprodukte, “grüne” Reinigungsmittel und mehr. Naturprodukte gelten im Allgemeinen als solche, die ohne künstliche Inhaltsstoffe formuliert sind und nur minimal verarbeitet werden.
  7. ^ ein b c Hanson JR (2003). Naturstoffe: der Sekundärmetabolit. Cambridge: Royal Society of Chemistry. ISBN 0-85404-490-6. Naturstoffe sind organische Verbindungen, die von lebenden Systemen gebildet werden.
  8. ^ “Natürliche Produkte”. Stedmans medizinisches Wörterbuch. Lippincott Williams & Wilkins. Archiviert von das Original am 03.08.2016. Abgerufen 2013-12-07. Naturstoffe: natürlich vorkommende Verbindungen, die Endprodukte des Sekundärstoffwechsels sind; oft sind sie einzigartige Verbindungen für bestimmte Organismen oder Klassen von Organismen.
  9. ^ Williams DA, Lemke TL (2002). “Kapitel 1: Naturprodukte”. Foyes Prinzipien der medizinischen Chemie (5. Aufl.). Philadelphia: Lippincott Williams Wilkins. p. 25. ISBN 0-683-30737-1. Naturprodukt: Eine einzelne chemische Verbindung, die natürlich vorkommt. Dieser Begriff wird typischerweise verwendet, um eine organische Verbindung mit begrenzter Verteilung in der Natur zu bezeichnen (oft als Sekundärmetaboliten bezeichnet).
  10. ^ Maplestone RA, Stone MJ, Williams DH (Juni 1992). “Die evolutionäre Rolle von Sekundärmetaboliten – eine Übersicht”. Gen. 115 (1–2): 151–7. doi:10.1016 / 0378-1119 (92) 90553-2. PMID 1612430.
  11. ^ Hunter P (September 2008). “Die Weisheit der Natur nutzen. Sich der Natur zuwenden, um sich inspirieren zu lassen und ihre Torheiten zu vermeiden”. EMBO-Berichte. 9 (9): 838–40. doi:10.1038 / embor.2008.160. PMC 2529361. PMID 18762775.
  12. ^ ein b c d e f Li JW, Vederas JC (Juli 2009). “Wirkstoffforschung und Naturprodukte: Ende einer Ära oder endlose Grenze?”. Wissenschaft. 325 (5937): 161–5. Bibcode:2009Sci … 325..161L. doi:10.1126 / science.1168243. PMID 19589993. S2CID 207777087.
  13. ^ ein b c Bhat SV, Nagasampagi BA, Sivakumar M. (2005). Chemie der Naturstoffe. Berlin; New York: Springer. ISBN 81-7319-481-5.
  14. ^ Banerjee P., Erehman J., Gohlke BO, Wilhelm T., Preissner R., Dunkel M. (2015). “Super Natural II – eine Datenbank mit Naturprodukten”. Nucleic Acids Res. 43 (Datenbankproblem): D935-9. doi:10.1093 / nar / gku886. PMC 4384003. PMID 25300487.CS1-Wartung: mehrere Namen: Autorenliste (Link)
  15. ^ Kossel A (1891). “Über die chemische Zusammensetzung der Zelle” [The chemical composition of the cell]. Archiv für Physiologie (auf Deutsch): 181–186.
  16. ^ ein b Kliebenstein DJ (2004). “Sekundärmetaboliten und Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Umwelt: ein Blick durch Arabidopsis thaliana getönte Brille “. Pflanze, Zelle und Umwelt. 27 (6): 675–684. doi:10.1111 / j.1365-3040.2004.01180.x. Nach Stahls Arbeiten zur Pflanzenbiochemie schlug Kossel 1891 eine Unterscheidung zwischen Grund- und Sekundärstoffwechsel vor (Stahl 1888).
  17. ^ ein b Karlovsky P (2008). Sekundärmetaboliten in der Bodenökologie. Bodenbiologie. 14. S. 1–19. doi:10.1007 / 978-3-540-74543-3_1. ISBN 978-3-540-74542-6. Das derzeitige, allgemein akzeptierte Konzept in Übereinstimmung mit Kossels Ansicht ist, dass Primärmetaboliten chemische Bestandteile lebender Organismen sind, die für ihre normale Funktion von entscheidender Bedeutung sind, während Sekundärmetaboliten Verbindungen sind, die entbehrlich sind.
  18. ^ Rogers K (2011). Die Komponenten des Lebens: Von Nukleinsäuren zu Kohlenhydraten (1. Aufl.). New York, NY: Britannica Educational Publishing in Zusammenarbeit mit Rosen Educational Services. ISBN 978-1-61530-324-3.
  19. ^ ein b Cox DL, Nelson MM (2013). Lehninger Prinzipien der Biochemie (6. Aufl.). New York, NY: WH Freeman. ISBN 978-1-4641-0962-1.
  20. ^ Boal D (2006). Mechanik der Zelle (4. Druckausgabe). Cambridge, Großbritannien: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-79681-1.
  21. ^ ein b c d e f G h Dewick PM (2009). Medizinische Naturstoffe: Ein biosynthetischer Ansatz (3. Aufl.). Chichester: Wiley. ISBN 978-0-470-74167-2.
  22. ^ Sitaramayya A (1999). Einführung in die zelluläre Signalübertragung. Boston: Birkhäuser. ISBN 978-0-8176-3982-2.
  23. ^ Demain AL, Fang A (2000). “Die natürlichen Funktionen von Sekundärmetaboliten”. Geschichte der modernen Biotechnologie I.. Fortschritte in Bioverfahrenstechnik / Biotechnologie. 69. S. 1–39. doi:10.1007 / 3-540-44964-7_1. ISBN 978-3-540-67793-2. PMID 11036689.
  24. ^ Williams DH, Stone MJ, Hauck PR, Rahman SK (1989). “Warum werden Sekundärmetaboliten (Naturstoffe) biosynthetisiert?” Zeitschrift für Naturprodukte. 52 (6): 1189–208. doi:10.1021 / np50066a001. PMID 2693613.
  25. ^ Firn RD, Jones CG (September 2000). “Die Entwicklung des Sekundärstoffwechsels – ein einheitliches Modell” (PDF). Molekulare Mikrobiologie. 37 (5): 989–94. doi:10.1046 / j.1365-2958.2000.02098.x. PMID 10972818. S2CID 3827335.
  26. ^ ein b Strobel G, Daisy B (Dezember 2003). “Bioprospektion auf mikrobielle Endophyten und ihre Naturstoffe”. Mikrobiologie und Molekularbiologie Bewertungen. 67 (4): 491–502. doi:10.1128 / MMBR.67.4.491-502.2003. PMC 309047. PMID 14665674.
  27. ^ ein b c d Cushnie TP, Cushnie B., Echeverría J., Fowsantear W., Thammawat S., Dodgson J. L., Law S., Clow SM (Juni 2020). “Bioprospektion auf antibakterielle Arzneimittel: eine multidisziplinäre Perspektive auf Naturstoffquellenmaterial, Bioassay-Auswahl und vermeidbare Fallstricke”. Pharmazeutische Forschung. 37 (7): Artikel 125. doi:10.1007 / s11095-020-02849-1. PMID 32529587. S2CID 219590658.
  28. ^ Sittampalam GS, Grossman A., Brimacombe K., Arkin M., Auld D., Austin CP, et al., Hrsg. (Juni 2020). Assay Guidance Manual. Bethesda: Eli Lilly & Company und das Nationale Zentrum zur Förderung der translationalen Wissenschaften. PMID 22553861.
  29. ^ Katsuno K., Burrows J. N., Duncan K., Hooft van Huijsduijnen R., Kaneko T., Kita K. et al. (November 2015). “Hit and Lead-Kriterien bei der Wirkstoffforschung für Infektionskrankheiten in Entwicklungsländern”. Natur Bewertungen. Wirkstoffentdeckung. 14 (11): 751–8. doi:10.1038 / nrd4683. PMID 26435527. S2CID 25863919.
  30. ^ Bauer A, Brönstrup M (Januar 2014). “Industrielle Naturstoffchemie für die Entdeckung und Entwicklung von Arzneimitteln”. Naturstoffberichte. 31 (1): 35–60. doi:10.1039 / c3np70058e. PMID 24142193.
  31. ^ Maier ME (Mai 2015). “Design und Synthese von Analoga von Naturstoffen”. Organische und Biomolekulare Chemie. 13 (19): 5302–43. doi:10.1039 / c5ob00169b. PMID 25829247.
  32. ^ ein b Hallett M., Albanese A., Dressler D., Segal KR, Simpson DM, Truong D., Jankovic J. (Juni 2013). “Evidenzbasierte Überprüfung und Bewertung von Botulinum-Neurotoxin zur Behandlung von Bewegungsstörungen”. Toxicon. 67 (Juni): 94–114. doi:10.1016 / j.toxicon.2012.12.004. PMID 23380701.
  33. ^ ein b Zaffiri L., Gardner J., Toledo-Pereyra L. H. (April 2012). “Geschichte der Antibiotika. Von Salvarsan zu Cephalosporinen”. Journal of Investigative Surgery. 25 (2): 67–77. doi:10.3109 / 08941939.2012.664099. PMID 22439833. S2CID 30538825.
  34. ^ Procópio RE, Silva IR, Martins MK, Azevedo JL, Araújo JM (2012). “Von Streptomyces produzierte Antibiotika”. Das brasilianische Journal of Infectious Diseases. 16 (5): 466–71. doi:10.1016 / j.bjid.2012.08.014. PMID 22975171.
  35. ^ Cochrane SA, Vederas JC (Januar 2016). “Lipopeptide aus Bacillus und Paenibacillus spp.: Eine Goldmine von Antibiotikakandidaten”. Medizinische Forschungsberichte. 36 (1): 4–31. doi:10.1002 / med.21321. PMID 24866700. S2CID 46109250.
  36. ^ Saxena A, Kumari R, Mukherjee U, Singh P, Lal R (Juli 2014). Entwurf einer Genomsequenz des Rifamycin-Produzenten Amycolatopsis rifamycinica DSM 46095. Genomankündigungen. 2 (4): e00662–14. doi:10.1128 / GenomA.00662-14. PMC 4082003. PMID 24994803.
  37. ^ “Bleomycin”. US National Library of Medicine. Abgerufen 28. Januar 2015.
  38. ^ Alvin A, Miller KI, Neilan BA (2014). “Erforschung des Potenzials von Endophyten aus Heilpflanzen als Quellen für antimykobakterielle Verbindungen”. Mikrobiologische Forschung. 169 (7–8): 483–95. doi:10.1016 / j.micres.2013.12.009. PMC 7126926. PMID 24582778.
  39. ^ Wang X, Elshahawi SI, Shaaban KA, Fang L, Ponomareva LV, Zhang Y, et al. (Januar 2014). Ruthmycin, ein neues tetracyclisches Polyketid von Streptomyces sp. RM-4-15. Bio-Briefe. 16 (2): 456–9. doi:10.1021 / ol4033418. PMC 3964319. PMID 24341358.
  40. ^ Wang X, Shaaban KA, Elshahawi SI, Ponomareva LV, Sunkara M, Copley GC, et al. (August 2014). Mullinamide A und B, neue Cyclopeptide, die vom Brandisolat Streptomyces sp. RM-27-46 der Kohlemine Ruth Mullins hergestellt wurden.. Das Journal of Antibiotics. 67 (8): 571–5. doi:10.1038 / ja.2014.37. PMC 4146655. PMID 24713874.
  41. ^ Akey DL, Gehret JJ, Khare D, Smith JL (Oktober 2012). “Einblicke aus dem Meer: Strukturbiologie mariner Polyketidsynthasen”. Naturstoffberichte. 29 (10): 1038–49. doi:10.1039 / c2np20016c. PMC 3709256. PMID 22498975.
  42. ^ Bertoldo C, Antranikian G (2011). “Kapitel 1: Biotechnologie von Archaea” (PDF). Biotechnology Vol. IX. Paris: Enzyklopädie der lebenserhaltenden Systeme (EOLSS).
  43. ^ Thornburg CC, Zabriskie TM, McPhail KL (März 2010). “Hydrothermale Tiefseequellen: potenzielle Brennpunkte für die Entdeckung von Naturstoffen?” Zeitschrift für Naturprodukte. 73 (3): 489–99. doi:10.1021 / np900662k. PMID 20099811.
  44. ^ Beekman AM, Barrow RA (2014). “Pilzmetaboliten als Arzneimittel”. Aust J Chem. 67 (6): 827–843. doi:10.1071 / ch13639.
  45. ^ ein b c d Buenz EJ, Verpoorte R, Bauer BA (Januar 2018). “Der ethnopharmakologische Beitrag zur Bioprospektion von Naturstoffen”. Jahresrückblick auf Pharmakologie und Toxikologie. 58: 509–530. doi:10.1146 / annurev-pharmtox-010617-052703. PMID 29077533.
  46. ^ Dang L, Van Damme EJ (September 2015). “Giftige Proteine ​​in Pflanzen”. Phytochemie. 117: 51–64. doi:10.1016 / j.phytochem.2015.05.020. PMC 7111729. PMID 26057229.
  47. ^ Crozier A, Clifford MN, Ashihara H (2006). “Kapitel 1, 3 und 4”. Sekundärmetaboliten von Pflanzen: Vorkommen, Struktur und Rolle in der menschlichen Ernährung. Oxford, Großbritannien: Blackwell Publishing Ltd., S. 1–24, 47–136. ISBN 978-1-4051-2509-3.
  48. ^ Kittakoop P, Mahidol C, Ruchirawat S. (2014). “Alkaloide als wichtige Gerüste in Therapeutika zur Behandlung von Krebs, Tuberkulose und Raucherentwöhnung”. Aktuelle Themen der Medizinischen Chemie. 14 (2): 239–52. doi:10.2174 / 1568026613666131216105049. PMID 24359196.
  49. ^ Kano S (Mai 2014). “Artemisinin-basierte Kombinationstherapien und ihre Einführung in Japan”. Kansenshogaku Zasshi. Das Journal der japanischen Vereinigung für Infektionskrankheiten. 88 (3 Suppl 9-10): 18-25. PMID 24979951.
  50. ^ Russo P., Frustaci A., Del Bufalo A., Fini M., Cesario A. (2013). “Multitarget-Medikamente pflanzlichen Ursprungs, die gegen die Alzheimer-Krankheit wirken”. Aktuelle medizinische Chemie. 20 (13): 1686–93. doi:10.2174 / 0929867311320130008. PMID 23410167.
  51. ^ ein b c Prommer E (Juni 2006). “Ziconotid: eine neue Option für refraktäre Schmerzen”. Drogen von heute. 42 (6): 369–78. doi:10.1358 / dot.2006.42.6.973534. PMID 16845440.
  52. ^ Dossey AT (Januar 2010). “Insekten und ihre chemischen Waffen: neues Potenzial für die Entdeckung von Arzneimitteln”. Naturstoffberichte. 27 (12): 1737–57. doi:10.1039 / C005319H. PMID 20957283.
  53. ^ ein b c Herzig V., Cristofori-Armstrong B., Israel MR, Nixon SA, Vetter I., King GF (Juni 2020). “Tiergifte – das evolutionär verfeinerte Toolkit der Natur für Grundlagenforschung und Wirkstoffforschung”. Biochemische Pharmakologie. 181: 114096. doi:10.1016 / j.bcp.2020.114096. PMC 7290223. PMID 32535105.
  54. ^ Lazarovici P., Marcinkiewicz C., Lelkes PI (Mai 2019). “Von Desintegrinen des Schlangengiftes und C-Typ-Lektinen bis hin zu Antithrombozyten-Medikamenten”. Toxine. 11 (5): Artikel 303. doi:10.3390 / Toxine 11050303. PMC 6563238. PMID 31137917.
  55. ^ Mayer AM, Glaser KB, Cuevas C., Jacobs RS, Kem W., Little RD, et al. (Juni 2010). “Die Odyssee der marinen Pharmazeutika: eine aktuelle Pipeline-Perspektive”. Trends in den pharmakologischen Wissenschaften. 31 (6): 255–65. doi:10.1016 / j.tips.2010.02.005. PMID 20363514.
  56. ^ ein b Bowersox SS, Luther R (November 1998). “Pharmakotherapeutisches Potenzial von Omega-Conotoxin MVIIA (SNX-111), einem neuronalen Kalziumkanalblocker vom N-Typ, der im Gift von Conus magus gefunden wird”. Toxicon. 36 (11): 1651–8. doi:10.1016 / S0041-0101 (98) 00158-5. PMID 9792182.
  57. ^ Rinehart KL (Januar 2000). “Antitumorverbindungen aus Manteltieren”. Medizinische Forschungsberichte. 20 (1): 1–27. doi:10.1002 / (SICI) 1098-1128 (200001) 20: 1<1::AID-MED1>3.0.CO; 2-A. PMID 10608919.
  58. ^ Petek BJ, Logger ET, Pollack SM, Jones RL (Februar 2015). “Trabectedin bei Weichteilsarkomen”. Marine Drogen. 13 (2): 974–83. doi:10.3390 / md13020974. PMC 4344612. PMID 25686274.
  59. ^ ein b Singh R., Sharma M., Joshi P., Rawat DS (August 2008). “Klinischer Status von Krebsmedikamenten aus marinen Quellen”. Krebsmedikamente in der medizinischen Chemie. 8 (6): 603–17. doi:10.2174 / 187152008785133074. PMID 18690825.
  60. ^ Brahmachari G (2010). Handbuch der pharmazeutischen Naturstoffe. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-52732148-3.
  61. ^ Beghyn T., Deprez-Poulain R., Willand N., Folleas B., Deprez B. (Juli 2008). “Naturstoffe: Hinweise oder Ideen? Bioinspirierte Moleküle für die Wirkstoffentdeckung”. Chemische Biologie & Wirkstoffdesign. 72 (1): 3–15. doi:10.1111 / j.1747-0285.2008.00673.x. PMID 18554253. S2CID 20973633.
  62. ^ Koehn FE, Carter GT (März 2005). “Die sich entwickelnde Rolle von Naturstoffen bei der Wirkstoffforschung”. Natur Bewertungen. Wirkstoffentdeckung. 4 (3): 206–20. doi:10.1038 / nrd1657. PMID 15729362. S2CID 32749678.
  63. ^ Newman DJ, Cragg GM (März 2007). “Naturprodukte als Quellen für neue Medikamente in den letzten 25 Jahren”. Zeitschrift für Naturprodukte. 70 (3): 461–77. CiteSeerX 10.1.1.336.753. doi:10.1021 / np068054v. PMID 17309302.
  64. ^ Gransalke K (Februar 2011). “Das Drogenkabinett von Mutter Natur” (PDF). Laborzeiten. 11 (1): 16–19. Archiviert von das Original (PDF) am 04.03.2016. Abgerufen 08.12.2013. Drug Discovery – Ist Mutter Natur immer noch die Hauptquelle für vielversprechende neue Medikamente?
  65. ^ Patrick GL (2013). “12.4.2: Medizinische Folklore”. Eine Einführung in die medizinische Chemie (Fünfte Ausgabe). Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-969739-7.
  66. ^ Sneader W (2005). “Teil 1: Vermächtnis der Vergangenheit”. Drug Discovery: Eine Geschichte (Rev. und aktualisierte Ausgabe). Chichester: Wiley. S. 280–283. ISBN 978-0-471-89979-2.
  67. ^ Atanasov AG, Waltenberger B., Pferschy-Wenzig EM, Linder T., Wawrosch C., Uhrin P., Temml V., Wang L., Schwaiger S., Heiss EH, Rollinger J. M., Schuster D., Breuss J. M., Bochkov V., Mihovilovic MD, Kopp B., Bauer R, Dirsch VM, Stuppner H (Dezember 2015). “Entdeckung und Nachschub von pharmakologisch aktiven pflanzlichen Naturstoffen: Ein Rückblick”. Fortschritte in der Biotechnologie. 33 (8): 1582–614. doi:10.1016 / j.biotechadv.2015.08.001. PMC 4748402. PMID 26281720.
  68. ^ Schrör K (2008). “Kapitel 1.1: Geschichte”. Acetylsalicylsäure. Weinheim: Wiley-VCH. S. 5–24. ISBN 978-3-527-62600-7.
  69. ^ Busse GD, Triggle DJ (2006). “Die Geschichte von Opium und Morphium”. Morphium. New York: Chelsea House Verlag. S. 8–23. ISBN 978-1-4381-0211-5.
  70. ^ Lewis RJ, Dutertre S., Vetter I., Christie MJ (April 2012). “Conus Gift Peptid Pharmakologie”. Pharmakologische Bewertungen. 64 (2): 259–98. doi:10.1124 / pr.111.005322. PMID 22407615. S2CID 6115292.
  71. ^ de la Bédoyère G (2005). Die Entdeckung von Penicillin. London: Evans. ISBN 978-0-237-52739-6.
  72. ^ Hartung EF (September 1954). “Geschichte der Verwendung von Colchicum und verwandten Medikamenten bei Gicht; mit Vorschlägen für weitere Forschung”. Annalen der rheumatischen Erkrankungen. 13 (3): 190–200. doi:10.1136 / ard.13.3.190. PMC 1006735. PMID 13198053.
  73. ^ Sneader W (2005). “Paclitaxel (Taxol)”. Drug Discovery: Eine Geschichte (Rev. und aktualisierte Ausgabe). Chichester: Wiley. S. 112–113. ISBN 978-0-471-89979-2.
  74. ^ Li JL (2009). “Entdeckung von Lipitor”. Triumph des Herzens: die Geschichte der Statine. New York, NY: Oxford University Press. S. 71–96. ISBN 978-0-19-804351-5.
  75. ^ Sneader W (2005). “ACE-Hemmer”. Drug Discovery: Eine Geschichte (Rev. und aktualisierte Ausgabe). Chichester: Wiley. S. 280–283. ISBN 978-0-471-89979-2.
  76. ^ JP Gomez-Escribano, Alt S, MJ Bibb (April 2016). “Next Generation Sequencing von Actinobakterien zur Entdeckung neuartiger Naturstoffe”. Marine Drogen. 14 (4): 78. doi:10.3390 / md14040078. PMC 4849082. PMID 27089350.
  77. ^ ein b Pawar SV, Ho JC, Yadav GD, Yadav VG (2017). “Die bevorstehende Renaissance bei der Entdeckung und Entwicklung von Naturprodukten”. Aktuelle Themen der Medizinischen Chemie. 17 (2): 251–267. doi:10.2174 / 1568026616666160530154649. PMID 27237327.
  78. ^ Schlag N (Mai 2008). “Metagenomics: Erkundung unsichtbarer Gemeinschaften”. Natur. 453 (7195): 687–90. Bibcode:2008Natur.453..687B. doi:10.1038 / 453687a. PMID 18509446. S2CID 29079319.
  79. ^ Brown K (2009). “Das ist lustig! ‘: Die Entdeckung und Entwicklung von Penicillin”. Mikrobiologie heute. 36 (1): 12–15. Archiviert von das Original am 12.01.2015. Abgerufen 2015-01-12.
  80. ^ Gower DB, Makin HL, Hrsg. (2009). Steroidanalyse (2. Aufl.). Dordrecht: Springer. ISBN 9781402097744.
  81. ^ Hodgkin DC. “Verbesserung der Röntgensicht”. Der Nobelpreis für Chemie 1964 – Perspektiven.
  82. ^ “Die Geschichte von Taxol” (PDF). Die amerikanische Gesellschaft für Pharmakognosie. Archiviert von das Original (PDF) am 12.12.2013.
  83. ^ Hodgkin DC, Kamper J., Mackay M., Pickworth J., Trueblood KN, White JG (Juli 1956). “Struktur von Vitamin B12”. Natur. 178 (4524): 64–6. Bibcode:1956Natur.178 … 64H. doi:10.1038 / 178064a0. PMID 13348621. S2CID 4210164.
  84. ^ ein b Woodward RB (1973). “Die Totalsynthese von Vitamin B 12”. Reine und Angewandte Chemie. 33 (1): 145–77. doi:10.1351 / pac197333010145. PMID 4684454. S2CID 30641959.
  85. ^ ein b Eschenmoser A (Januar 1988). “Vitamin B12: Experimente zur Entstehung seiner Molekülstruktur”. Angewandte Chemie International Edition in englischer Sprache. 27 (1): 5–39. doi:10.1002 / anie.198800051.
  86. ^ Heathcock CH (1996). “Gibt es auf dem Weg ins 21. Jahrhundert noch einen Wert für die Totalsynthese von Naturstoffen als Forschungsvorhaben?”. Chemische Synthese. NATO ASI-Serie. 320. S. 223–243. doi:10.1007 / 978-94-009-0255-8_9. ISBN 978-94-010-6598-6.
  87. ^ Nicolaou KC, Vourloumis D., Winssinger N., Baran PS (Januar 2000). “Die Kunst und Wissenschaft der Totalsynthese im Morgengrauen des 21. Jahrhunderts”. Angewandte Chemie. 39 (1): 44–122. doi:10.1002 / (SICI) 1521-3773 (20000103) 39: 1<44::AID-ANIE44>3.0.CO; 2-L. PMID 10649349.
  88. ^ Lightner DA (2013). Bilirubin: Jekyll und Hyde Pigment des Lebens: Verfolgung seiner Struktur durch zwei Weltkriege bis zum neuen Jahrtausend. Springer. p. 371. ISBN 978-3709116371.
  89. ^ Voloshchuk T., Farina NS, Wauchope OR, Kiprowska M., Haberfield P., Greer A. (Juli 2004). “Molekulare bilaterale Symmetrie von Naturstoffen: Vorhersage der Selektivität dimerer Moleküle durch Dichtefunktionaltheorie und semiempirische Berechnungen”. Zeitschrift für Naturprodukte. 67 (7): 1141–6. doi:10.1021 / np049899e. PMID 15270568.
  90. ^ Bredel M, Jacoby E (April 2004). “Chemogenomics: Eine neue Strategie für die schnelle Entdeckung von Zielen und Arzneimitteln” (PDF). Natur Bewertungen. Genetik. 5 (4): 262–75. doi:10.1038 / nrg1317. PMID 15131650. S2CID 11952369.
  91. ^ Galúcio JM, Monteiro EF, de Jesus DA, Costa CH, Siqueira RC, Santos GB, et al. (August 2019). “In silico Identifizierung von Naturstoffen mit Antikrebsaktivität unter Verwendung einer chemostrukturellen Datenbank der brasilianischen Biodiversität”. Computational Biology and Chemistry. 83: 107102. doi:10.1016 / j.compbiolchem.2019.107102. PMID 31487609.
  92. ^ Harvey AL (Oktober 2008). “Naturstoffe in der Wirkstoffforschung”. Drug Discovery Today. 13 (19–20): 894–901. doi:10.1016 / j.drudis.2008.07.004. PMID 18691670.
  93. ^ Chhetri BK, Lavoie S., Sweeney-Jones AM, Kubanek J. (Juni 2018). “Jüngste Trends bei der strukturellen Überarbeitung von Naturprodukten”. Naturstoffberichte. 35 (6): 514–531. doi:10.1039 / C8NP00011E. PMC 6013367. PMID 29623331.
  94. ^ Gehört DM, Tayler ER, Cox RJ, Simpson TJ, Willis CL (Januar 2020). “Strukturelle und synthetische Studien zu Maleinsäureanhydrid und verwandten Disäure-Naturstoffen” (PDF). Tetraeder. 76 (1): 130717. doi:10.1016 / j.tet.2019.130717.
  95. ^ Wu J, Lorenzo P., Zhong S., Ali M., Butts CP, Myers EL, Aggarwal VK (Juli 2017). “Die Synergie von Synthese, Berechnung und NMR zeigt korrekte Baulamycinstrukturen” (PDF). Natur. 547 (7664): 436–440. doi:10.1038 / nature23265. PMID 28748934.
  96. ^ MA Corsello, J Kim, NK Garg (September 2017). “Indol-Diterpenoid-Naturstoffe als Inspiration für neue Synthesemethoden und -strategien”. Chemische Wissenschaft. 8 (9): 5836–5844. doi:10.1039 / C7SC01248A. PMID 28970940.
  97. ^ Baran PS (April 2018). “Naturstoff-Totalsynthese: So aufregend wie immer und hier, um zu bleiben”. Zeitschrift der American Chemical Society. 140 (14): 4751–4755. doi:10.1021 / jacs.8b02266. PMID 29635919.
  98. ^ Glenn WS, Runguphan W., O’Connor SE (April 2013). “Jüngste Fortschritte beim metabolischen Engineering von Alkaloiden in Pflanzensystemen”. Aktuelle Meinung in der Biotechnologie. 24 (2): 354–65. doi:10.1016 / j.copbio.2012.08.003. PMC 3552043. PMID 22954587.
  99. ^ “Antoine Laurent Lavoisier Die chemische Revolution”. Internationales historisches chemisches Wahrzeichen. American Chemical Society.
  100. ^ ein b Dias DA, Urban S., Roessner U. (2012). “Ein historischer Überblick über Naturstoffe in der Wirkstoffforschung”. Metaboliten. 2 (4): 303–36. doi:10.3390 / metabo2020303. PMC 3901206. PMID 24957513.
  101. ^ Wöhler F (1828). “Über künstliche Bildung des Harnstoffs” [About the artificial formation of urea]. Annalen der Physik und Chemie (auf Deutsch). 88 (2): 253–256. Bibcode:1828AnP …. 88..253W. doi:10.1002 / andp.18280880206.
  102. ^ “Justus von Liebig und Friedrich Wöhler”. Institut für Wissenschaftsgeschichte. Juni 2016.
  103. ^ Liebig J (1838). “Über Laurent’s Theorie der organischen Verbindungen” [About Laurent ‘s theory of organic compounds]. Annalen der Pharmacie (auf Deutsch). 25 (1): 1–31. doi:10.1002 / jlac.18380250102.
  104. ^ Kekulé A (1858). “Über die Verfassung und die Metamorphosen der chemischen Verbindungen und über die chemische Natur des Verwands” [Concerning the constitution and the metamorphosis of the chemical compounds and the chemical nature of the carbon]. Annalen der Chemie und Pharmacie (auf Deutsch). 106 (2): 129–159. doi:10.1002 / jlac.18581060202.

Weiterführende Literatur[edit]

Externe Links[edit]


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