1. No category

…varför ser underlaget inte
riktigt ut som i videon?
Folium
Anledningen till att detta underlag inte ser
ut precis som i videon är att det justerats i
många detaljer sedan videon spelades in.
Anders Backlund
En ny version av videon förbereds för
nästa termin, men just nu finns alltså en
del olikheter.
A5 & R3
Anders Backlund
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Växtcellen…
folium – blad, leaves
Livets utveckling
Uppgifter:
3.5 * 109 år sedan.
3.3 * 109 år sedan.
Eukaryoter
Reglera vattenavdunstning
Komplexa organismer
0.85 * 109 år sedan.
Landlevande organismer
0.70 * 109 år sedan.
Anrika närsalter
Autotrofer producerar syrgas som bildar ozon vilket filtrerar UV.
Skillnader mellan djur, svampar och växter.
I vissa fall strukturella
Struktur
…”bananträdets stam”
Modifierade blad utgör blommans olika
komponenter, foder, krona, ståndare,
fruktblad (karpeller) etc.
1.5 * 109 år sedan.
Autotrofi nödvändigt för landlevande organismer!
via xylemet.
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Heterotrofer
Autotrofer
Fotosyntes
…som transporteras upp från roten
Anders Backlund
Dessa innefattar bl.a. sidnummer – vilka
inte längre är giltiga – och en rad andra
korrigeringar.
Djur
Svampar
Växter
__________________________________________________
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Cellvägg
–
kitin
cellulosa
Vakuol
–
ibland
ja
Kloroplast
–
–
ja
Växtcellen…
Kloroplaster…
kloroplaster
mitokondrier
Anders Backlund
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Bild av Mariana Ruiz, använd med tillstånd.
Kloroplaster…
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
fotosyntes, proteinreplikation, rRNA, NADH-dehydrogenas, och RNA polymeras
Omritat och justerat efter M. L. Sogin, Current Opinions in Genetics and Development 1: 457 (1991)
!
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Fotosyntesapparatur…
!
H2O, CO2, ljusenergi, ADP, P(oorganiskt) NADP+, H+…!
!
Fotosystem I!
Fotosystem II!
!...närmare 20 subenheter!
!...totalt mer än 25 subenheter, totalvikt >600 kDa.!
!CC – Core Complex!
!CC – Core Complex!
! !> 14 subenheter, bl.a.:!
! !D1, ≈ 39 kDa!
! ! !ILHC – Light Harvesting Complex!
! !D2, ≈ 39 kDa!
! ! ! !psaA, ≈ 83 kDa!
! !P680, klorofyll-dimer!
! ! ! !psaB, ≈ 80 kDa!
! !feofytin!
! ! ! !psaC, ≈ 20 kDa!
! !kinon, 2st!
! ! ! !P700, klorofyll-dimer!
! !Fe+!
! ! ! !klorofyll a & b – totalt ca. 90 st!!
! ! !ILHC – Inner Light Harvesting Complex!
!OLHC – Outer Light Harvesting Complex!
! ! ! !CP43, ≈ 53 kDa!
! !lhca1 -- lhca4!
! ! ! !CP47, ≈ 56 kDa!
! !...!
! ! ! !klorofyll a – ca. 50 st.!
!
!OLHC – Outer Light Harvesting Complex!
Cytokromkomplexet!
! !lhcb1 -- lhcb6!
! !cytokrom b6!
!OEC – Oxygene Evolving Complex!
! !cytokrom f!
! !cytokrom b539, a & b!
! !Fe-S-centrum!
! !PsbO, ≈ 27 kDa, stabiliserar Mn-cluster!
! !plastocyanin!
! !...!
! !...!
!
ATP-syntetas!
!...syntetas av 7 subenheter + protonkanal!
!
Calvin-cykeln!
!ett dussintal enzym!
Kolets kretslopp
Ljusreaktionerna…
Fotosyntesen omvandlar koldioxid till organiskt bundet kol.
Som en biprodukt vid fotosyntetisk fixering av kol
oxideras vatten till syrgas.
Koldioxiden avlägsnas från atmosfären, vilket leder till att
mindre del av solenergin absorberas som värmeenergi.
...svavelbakterier omvandlar på liknande sätt H2S till S.
CO2 + H2O + n –› CH2O + O2
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
ljusreaktionen
H2O + ADP + P + NADP+ + n –› ATP + NADPH + O2
mörkerreaktionen
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
ATP + NADPH + CO2 –› ADP + NADP+ + H + Glukos
(...inte balanserade!)
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Ljusreaktionerna…
Ljusreaktionerna…
FOTOSYSTEM II
CYTOKROM b/f–KOMPLEXET
• antennpigmenten, klorofyll a & b, och karotenoider, absorberar ljuskvanta
• kinonB med två e- och H+ två diffunderar till cytokromkomplexet
• i reaktionscentrum får energin en exciterad elektron – e- – att flytta från
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
’speciella paret’, P680...
• e- vandrar vidare till kinonB – B, kinonB lämnar sedan fotosystem II
• e- underskottet i P680 fylls på från Mn-baserade proteinet (oxygene evolving complex) – Mn
• Mn-baserade proteinet oxiderar två H20 till 4 H+ och 4 e-, som biprodukt bildas O2
http://www.genome.ad.jp/kegg/!
• de två e- binds till cytokrom-komplexet, de två H+ avges till tylakoidmembranets
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
insida, genererar en H+ gradient över tylakoidmembranet
• e- vandrar genom cytokromkomplexet vidare till plastocyanin – P,
diffunderar till fotosystem I
Fotosyntesen…
Ljusreaktionerna…
FOTOSYSTEM I
• e- binder till ’speciella paret’ i detta system, P700
• ett ljuskvantum till excitera e- ytterligare
• till ferredoxin-NADP-reduktas och reaktionen 2 e- + NADP++H+ = NADPH
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Plastocyanin, QK-A, bunden i docka.!
!
ATP-SYNTETAS
• gradienten av H+ i kanalen driver reaktionen ADP + P = ATP
4 ljuskvanta ger 2 st ATP + 1 NADPH, dessa går till Calvin-cykeln
... samt som biprodukt 1 st O2.
Fotosyntesen…
Fotosyntesen…!
chlA (klorofyll A, endast ’huvudet’ utritat) – antennerna,!
energitransporten, och ’speciella paret’….!
!
Fotosystem II
Där det hela sker, ur en annan vinkel…
Fotosyntesen…!
Fotosyntesen…
chlA (klorofyll A, endast ’huvudet’ utritat)!
– central core i en av subenheterna, psbA och psbB,!
’speciella paret’
..och ’speciella paret’.
Mörkerreaktionerna…
Mörkerreaktionerna…
H
N
O
C
P
6 st 3-fosfoglycerat
3 st P oorg.
3 st CO 2
3 st 3-fosf oglycerat
3 st 2-fosfoglykolat
3 st O 2
CELLANDNINGEN
RuBisCO
RuBisCO
FOTOSYNTESEN
Mg 2+
3 s t 1,5-ribulosbisfosfat
3 st CO2
CALVIN-CYKELN
OH-
6 st ADP
6 st ATP
CH3
6 st 3-f osfoglycerat
6 st ATP
6 st ADP
5 st glyceraldehyd-3-fo sfat
6 st 1,3-bisfos foglycerat
6 st NADPH
NH2
H2O
6 st glyceraldehyd-3-fosf at
Anders Backlund
1 st glyceraldehyd-3-fosfa t
6 st NADP +
6 st P oorg.
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
glukos
http://doit.medfarm.uu.se/media/fotosyntes/
folium – blad, leaves
folium – blad, leaves
Fotosyntes
En folium-drog består av
insamlade blad.
…produktion av glukos i särskild vävnadstyp, s.k. pallisadparenkym.
Anrika närsalter
Namnet på drogen
belladonnablad bildas
enligt:
…och reglera uttransport av fotosyntesprodukter, via xylem och floem resp.
Belladonnae folium
Anders Backlund
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
En av de allra vanligaste
drogtyperna, lätt att skörda,
hantera, bereda och
förnya.
”Well I've loved a million women
In a belladonic haze
And I ate a million dinners
Brought to me on silver trays…”
Reglera vattenavdunstning
…och gasutbyte, genom klyvöppningar, aerenkym, epidermis och kutikula.
Keep yourself alive – Queen/May
Digitalis spp. – fingerborgsblomma
Digitalis folium
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Digitalis purpurea,!
vanlig (röd) fingerborgsblomma.!
!
Tillsammans med Digitalis
lanata de med avseende på
farmaceutiska tillämpningar
kommersiellt utnyttjade
arterna.!
!
Totalt i släktet cirka 20 arter,
numera placerade i familjen
Plantaginaceae!!
!
!
!
Digitalis spp. – fingerborgsblomma
Digitalis folium
O
O
OH
digoxin
CH3
CH3
H3 C
O
HO
H3 C
H3C
O
O
O
OH
OH
OH
OH
O
O
O
Från lantanosid C efter modifikation
O
CH3
C H3
H3 C
HO
OH
O
H3 C
O
O
H3 C
O
O
O
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
14
3
HO
Från lantanosid A efter modifikation
OH
O
OH
OH
digitoxin
OH
O
Aglykonen digitoxigenin!
!
…omättad laktonring!
…OH i position 3 och 14!
Erythroxylon coca – koka-busken
Cocae folium
Erythroxylon coca – koka-busken
Cocae folium
O
CH3
O
CH3
N
O
O
kokain!
Kokain är, liksom atropin och skopolamin, en tropanalkaloid.
Anders Backlund
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Tropanringen bildas från ornitin, här förestrad med
bensoesyra.
Ginkgo biloba – ginkgo
Ginkgo folium
Arctostaphylos uva-ursi – mjölon
Folium uvae-ursii
Bladen hos mjölon innehåller
arbutin, en glykosid.
Arbutin bleker huden och en av
dess nedbrytningsprodukter är
antibakteriell vid högt pH. Detta
utnyttjas för att motverka UVI.
Arbutin bstår av dels en
hydrokinon, dels glukos.
Anders Backlund
OH
HO
OH
O
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
OH
OH
Anders Backlund
O
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Kvist av Ginkgo biloba,
enda kända arten i familjen
Ginkgoaceae.
Känd som fossil i ca 200 Myr.
Foto av James Field, använt med tillstånd.
Ginkgo biloba – ginkgo
Ginkgo folium
Solanaceae – potatisväxter
O
O H3 C C H
3
HO
O
O
CH3
O
H3C
O
OH
O
ginkgolid A
O
O
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
O
O
O
Ginkgoliderna försämrar
blodets koaguleringsförmåga
genom att inhibera platelet
activating factor, varvid
migrering av makrofager
dämpas, och förhindrar vidare
polymeriseringen av aktin i
makrofagerna.
O
O
Anders Backlund
OH
OH
H3 C
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
CH
CH3 3
bilobalid
Duboisia myoporoides - duboisia och Hyoscyamus niger – bolmört,!
Atropa belladonnae - belladonna och Datura stramonium – spikklubba!
!
Medicinskt viktiga substanser
Medicinskt viktiga substanser
Atropin är ett racemat av (–)-hyoscyamin och (+)-hyoscyamin, och det
är bara (–)-formen som har aktivitet.
Skopolamin saknar (–)-hyoscyaminets CNS effekter och används för
att behandla åksjuka, depotplåstret Scopoderm® 1mg/48h.
Kompetitiv antagonist för parasympatiska nervsystemets muskarina
acetylkolinreceptor M2.
Kompetitiv antagonist för muskarina acetylkolinreceptorn M1.
Denna receptor är bunden till G-proteiner av klasserna Gq, Gs och Gi,
och påverkan av densamma ger påverkan på exikatoriska
postsynaptisk potentialen och K+ flöde.
En ”core medicine” i WHOs lista över nödvändiga läkemedel.
CH3
C H3
N
(–)-hyoscyamin
OH
N
OH
O
N
(+)-hyoscyamin
O
O
OH
O
O O
O
skopolamin
Antidoter är fysostigmin (eserin)
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
från Physostigma venenosum,
kalabarbönan, eller pilokarpin från
arter i släktet Pilocarpus, jaborandi.
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Hyoscyamin och skopolamin
Conium maculatum &
Nicotiana tabacum
lipophilicity
N
OH
hyoscyamin
N
N
O
N
H
O
nikotin
koniin
Strukturen innehåller pyridin eller piperidin
N
OH
size
Exempel
Nikotin från bladen hos Nicotiana tabacum
(tobaksplantan). Rökavvänjning, insekticid.
O O
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
CH3
Anders Backlund
skopolamin
O
aromaticity
Koniin från Conium maculatum (odört), dödade
(sannolikt) Sokrates.
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Effekt av koniin
Biosyntes av koniin
koniin
Koniin blockerar
nikotinreceptorerna i
det post-synaptiska
membranet och
orsakar förlamning.
N
H
O
O
O
CH 3
O
HO
reduktion
CH3
(alanin)
Ingen påverkan på
CNS, patienten vid
fullt medvetande.
aminosyra
O
ketosyra
N
O
CH 3
COOH
O
Död inträder till följd
av syrebrist i hjärnan.
CH 3
keton
reduktion
Anders Backlund
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
ringslutning
amin
transaminering
O
O
CH3
H 2N
O
CH3
Pinus silvestris – tall
Kinolizidinalkaloider
Eteriska oljor från tallar i
liniment mot smärta.
Kinolizidinalkaloider biosyntetiseras
från två stycken lysin. !
Ex. spartein från Cytisus scoparius
(harris)!
Rytmstabiliserande och!
uteruskontraherande.!
Ex. lupinin från Lupinus-arter.!
Ger kramper hos betande djur. !
Lupinus sp.
H
NH2
COOH
NH2
H
N
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
N
H
spartein
H
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Pinus silvestris
lysin
Taxus baccata
Taxol® / Paklitaxel
Ursprungligen cortex från Taxus
brevifolia.
Paklitaxel isolerades först från
barken hos Taxus brevifolia.
Sedan folium från Taxus baccata,
följt av semisyntes.
Mot cancer i äggstocken.
Biosyntetiskt en diterpen med
många stora substituenter.
Sedan några år från cellkulturer hos
Python (Tyskland) för Bristol-Myers
Squibb.
Bildas också av endofytiska
svampar, bl.a. Taxomyces
andreanae och Nodulisporium
sylviforme.
O
O
O
O
NH
OH
O
O
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
-pinen
O
Anders Backlund
OH
OH
Paklitaxel
(Taxol)
O
O
Taxus baccata L. Idegran
O
O
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Binder till beta-tubulin och det därvid
bildade komplexet kan sedan inte
dissociera.
Sekvestrar vidare fritt tubulin och
skapar brist på tubulin i cellen, samt
binder till Bcl-2 och hindrar det från
att stoppa apoptos.
Taxol® / Taxotere®
Garvämnen!
Taxotere® från Sanofi-Aventis
innehåller docetaxel, ett derivat
påträffat av R. A. Holton under
arbete med att syntetisera paklitaxel.
Biosyntetiskt ett sidospår på ShA!
!
Adstringerande =!
!sammandragande!
!
Blodstillande!
Antivirala?!
Lokalbedövande?!
!
Ansiktsvatten!
Sårmedel!
Hemorrojder!
Användningen likartad, ovarie-, lungoch bröstcancer, samt Kaposis
sarkom (orsakat av HHV-8).
O
O
O
O
O
HO
O
OH
O
OH
O
H
N
Anders Backlund
HO
O
O
O
O
O
O
OH
O
OH
Anders Backlund
O
O
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
H
N
O
OH
O
Förstör bioassay försök!
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
O
O
Hamamelis virginiana L.!
Hamamelidaceae - trollhassel!
Växtförsvarspolypeptider…
folium – blad, leaves
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Drognamn
Moderorganism
Innehåll (aktivt)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Bowman-Burke protease inhibitors (1K9B.pdb)
Cyclotides (1PT4.pdb
Defensins (1TI5.pdb)
Cucurbitaceae Protease Inhibitors (1HA9.pdb)
Thionins (1OKH.pdb)
Lipid Transport Protein (2B5S.db)
Anders Backlund
Anders Backlund
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Avd. f. Farmakognosi
Inst. f. Läkemedelskemi
Chitin Binding Proteins (1ULN.pdb)
Belladonnae folium
Atropa belladonna, belladonna
alkaloider - atropin
Cocae folium
Erythroxylum coca, koka
alkaloid - kokain
Digitalis purpurea folium
Digitalis purpurea, fingerborgsbl.
triterpenderivat
Ginkgo biloba folium
Ginkgo biloba, ginkgo
diterpenderivat
Hammamelidis folium
Hammamelis virginiana, trollhassel
gallotanniner
Hyoscyami folium
Hyoscyamus niger, bolmört
alkaloid - hyoscyamin
Jaborandi folium
Pilocarpus spp., jaborandi
alkaloid - pilokarpin
Mate folium
Ilex paraguayensis, maté
alkaloid - koffein
Menthae piperitae folium
Mentha piperita, pepparmynta
monoterpener
Nicotianae folium
Nicotiana tabacum, tobak
alkaloid - nikotin
Rosmarini folium
Rosmarinus officinalis, rosmarin
monoterpener
Sennae folium
Cassia spp., senna
antrakinoner
Stramonii folium
Datura stramonium, spikklubba
alkaloider - atropin
Theae folium
Camellia thea, tebuske
alkaloid - koffein
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Kunitz-type Protease Inhibitors (1BA7.pdb)