Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)
80 %
Ortelius classification: Pharmaceutical chemistry
Experimental pharmacology, drug discovery and design (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Ortelius classification: Pharmacognosy
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Institute of Pharmacognosy (University of Szeged)
Starting date
2009-04-01
Closing date
2012-10-31
Funding (in million HUF)
9.857
FTE (full time equivalent)
2.79
state
closed project
Summary in Hungarian
Az Euphorbiaceae családba tartozó növényekben biogenetikai, hatástani és toxikológiai szempontból egyaránt figyelemre méltó, speciális szerkezetű diterpének találhatók. Mivel a növényekben igen alacsony koncentrációban fordulnak elő, biológiai aktivitásuk tanulmányozása céljából elengedhetetlen ezen vegyületek izolálása. A tervezett kutatás célja Euphorbiaceae családba tartozó növények biológiailag aktív diterpénkomponenseinek izolálása és szerkezet-meghatározása. Szűrővizsgálatokat olyan magyarországi és ázsiai fajokkal, valamint pozsgás dísznövényekkel tervezünk, melyeket kémiai szempontból korábban még nem vizsgáltak. A magas diterpéntartalmat mutató fajokból különböző kromatográfiás módszerek segítségével (CC, VLC, PLC, CPC, HPLC és DCCC) kívánjuk izolálni a speciális „Euphorbiaceae diterpéneket”. Az izolált vegyületek szerkezet-meghatározása spektroszkópiás módszerekkel történik (UV, IR, HR-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, 1H,1H-COSY, NOESY, HSQC, HMBC). A diterpéneket különböző farmakológiai tesztrendszerekben kívánjuk tanulmányozni, vizsgálva antivirális, apoptózis indukáló, multidrog-rezisztencia gátló hatásukat és vanilloid receptor affinitásukat. Munkánk eredményeként új hatásos természetes vegyületeket ismerhetünk meg, melyek modellként szolgálhatnak analóg molekulák szintéziséhez, hatás-szerkezet összefüggések feltárásához járulhatnak hozzá. Hatásmechanizmusuk tanulmányozása értékes, új információt nyújthat a gyógyszerkutatás számára.
Summary
Plants of the Euphorbiaceae family accumulate a high diversity of structurally unique diterpenes, which have attracted great interest from biogenetic, pharmacological and toxicological points of view. Because of their low concentration in the plant material, investigation of their biological activity indispensably needs the isolation of the diterpenes from the plant extract. The aim of the present project is the isolation and identification of diterpenes with biological activity from species of Euphorbiaceae family. Species from the Hungarian and Asian flora and succulent house plants without any previous detailed chemical analysis will be screened for diterpene content. Species with high diterpene content will be subjected to phytochemical investigation by combination of different chromatographic methods (CC, VLC, PLC, CPC, HPLC, and DCCC) in order to isolate the specific ‘Euphorbiaceae diterpenes’. The structures of the isolated compounds will be determined by means of spectroscopic methods (UV, IR, HR-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, 1H,1H-COSY, NOESY, HSQC, HMBC). The pharmacological potential of diterpenes will be evaluated for antiviral and apoptosis inducing effect, multidrug resistance reversing and vanilloid receptor affinity. By means of this work new potent natural compounds will be discovered, which may be models for synthesis of analogue molecules, and provide data for SAR analysis. Studying the mechanism of their biological activity may serve new information for drug development.
Final report
Results in Hungarian
Az Euphorbiaceae (kutyatejfélék) családjába tartozó fajokat többnyire mérgező, gyulladáskeltő tejnedvet tartalmazó növényként ismerik. Ezen fajok egy része speciális szerkezetű, diterpén típusú vegyületeket halmoz fel, amelyek különböző fiziológiai hatással rendelkeznek, és részben felelősek a növények toxikus tulajdonságaiért.
Munkánk célja hazai és trópusi Euphorbia-fajok olyan diterpénkomponenseinek izolálása és szerkezet-meghatározása volt, amelyek nem csak új, korábban nem ismert kémiai szerkezettel, de farmakológiai hatással is rendelkeznek.
Munkánk során elvégeztük 22 kutyatejfaj kivonatának növénykémiai szűrővizsgálatát. Az így kiválasztott hat fajból (E. exigua, E. falcata, E. grandicornis, E. esula, E. pannonica, E. mongolica) összesen 40 diterpént izoláltunk, amelyek közül 29 új természetes vegyület, azaz munkánkat megelőzően nem állították elő egyetlen növényfajból sem. 26 molekula esetében farmakológiai vizsgálatokat végeztünk. Több jatrofán- és ciklomirzinánvázas diterpénről megállapítottuk, hogy in vitro gátolják a daganatsejtek gyógyszer-rezisztenciájáért felelős membránfehérje működését. Tesztelt vegyületeink enyhe vagy mérsékelt antiproliferatív aktivitással bírnak különböző humán karcinóma sejtvonalakon, míg egyes forbolszármazékok a proteinkináz C izoenzimek aktivátorai, így ígéretes vezérmolekulák lehetnek a gyógyszerkutatás számára.
Results in English
Plants of Euphorbiaceae (spurge) family are well known as species producing toxic and proinflammatory latex. Some of Euphorbia species accumulate specific diterpenes with different biological activity particularly responsible for toxic effect of the plants.
The aim of our study was isolation and structure elucidation of diterpenes from Hungarian and tropical Euphorbia species, they have pharmacological activity besides possessing new chemical structure.
Phytochemical screening of diterpen content of 22 Euphorbia species was performed. 40 diterpenes from six species (E. exigua, E. falcata, E. grandicornis, E. esula, E. pannonica, E. mongolica) were isolated and the chemical structures all of them were elucidated. 29 diterpene polyesters were isolated for the first time, therefore these 29 terpenoids are new natural compounds. Pharmacological evaluation of 26 molecules was performed. Some jatrophane and cyclomyrsinane diterpenes inhibit the efflux pump activity of a membrane protein responsible for drug resistance of tumour cells. Tested compound have moderate or low antiproliferative activity on different human tumour cell lines. Isolated phorbol derivatives activate isoenzymes of protein kinase C and may serve as promising objects or tools for drug development.
Hohmann J; Rédei D; Frgo P; Cifra G: Tigliane diterpenes from Euphorbia grandicornis: unusual structures, promising biological potential, Phytochemical Society of Europe International Symposium on „Terpenes-, Application, Activity and Analysis”. Istambul, 2010. 65. p., 2010
Hohmann J; Forgó P; Hajdu Zs; Rédei D: Euphorbia grandicornis as a source of new biologically active diterpenes, B-FFP-P 028 In: XVIII. Congreso Italo-Latinoamericano de Etnomedicina. Havanna, Sep 14-18., 2009
Hohmann J.; Forgo P.; Sulyok E.; Martins, A.; Vasas A.; Rédei D.: Isolation and structure determination of premyrsinane and cyclomyrsinane diterpenes from Euphorbia falcata, 14th Asian Chemical Congress 2011. Bangkok 477. p., 2011
