Aislamiento y elucidación estructural de metabolitos secundarios polares presentes en equinodermos Roccatagliata, Alejandro Jorge 1996 Tesis Doctoral Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires www.digital.bl.fcen.uba.ar Contacto: [email protected] Este documento forma parte de la colección de tesis doctorales y de maestría de la Biblioteca Central Dr. Luis Federico Leloir. Su utilización debe ser acompañada por la cita bibliográfica con reconocimiento de la fuente. This document is part of the doctoral theses collection of the Central Library Dr. Luis Federico Leloir. It should be used accompanied by the corresponding citation acknowledging the source. Fuente / source: Biblioteca Digital de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires UNlVERSlDAD DE BUENOS AlRES FACULTAD DE ClENClAS EXACTAS Y NATURALES AlSLAMlENTO Y ELUCIDACI~NE STRUCTURAL DE METABOLITOS SECUNDARIOS POLARES PRESENTES EN EQUINODERMOS Autor Alejandro Jorge Roccatagliata Directors de Tesis Dra. Marta Silvia Maier Lugar de Trabajo Departamento de Qulmica Organica Tesis presentada para optar al tltulo de Doctor de la Universidad de Buenos Aires ABSTRACT: ISOLATION AND STRUCTURAI ELUCIDATION OF SECONDARY POLAR METABOLITES FROM ECHINODFRMQ keywords: echinodermata, asteroidea, ophiuroidea, echinoidea, starfish, steroidal saponins, sulfated polyhydroxylated steroids, Cosmasteries Iwfde, Luidia ludwigi, Ophioplocus januarii, Ophionotus victon'ae, Astrofoma agassizii, Ophlocom echinata, Encope emarginata. The analysis of polar extracts of the starfish Cosmesten'as lwida Philippi (1858) led us to report the structures of two novel polyhydroxylated xylosides sulfated at C-4' of the xylosyl moiety and four new asterosaponins, two pentaglycosides, Cosmasterosides A and B, and two tetraglycosides, Cosmasterosides C and D, together with two known saponins, the major pentaglycoside Ophidianoside F, previously isolated from Ophidaster ophidianus, Linckia laevigata and Thmmidia catalai and small amounts of the tryglycoside Forbeside H, reported before from Asterias foribesi. Cosmasteroside A contains the same oligosaccharide chain as Ophidianoside F and the (20S)-5~-cholesta-9(11),24diene-3~,6a,20-triol3&-sulfatedag lycone. Cosmasterosides B, C and D contain the known Thomasterol A aglycone and differ in the number and identity of the monosaccharide components of the carbohydrate chain. Cosmasteroside B contains a novel oliosaccharide chain which differs from the one of OphMianoside F in the replacement of the quinovose unit attached to the C-6 of the steroidal aglycone by glucose. The tetraglycosides Cosmasterosides C and D are structurally related to Ophidianoside F and Cosmasteroside B respectively, by the loss of the terminal fucose. The new steroid 5a-cholestane-3p,5,6B,i5a,26pentol26-sulfate has been isolated from the starfish Luidia ludw$i scotti Bell (19 17 ). This compound co-occurs with two known asterosaponins, Acanthaglycosides B and C, and two polyhydroxysteroids previously isolated from the startish Myxodrerma pla&acanfhum. One new and three known sulfated steroidal polyols have been isolated from the ophiuroid Ophioplocus januarii (Liitken, 1856).The four compounds possess h,l1p dihydroxy-3u,21- disulfoxy substituents and the A/B cis ring junction but dlffer in the side-chain. The new compound has been characterized as (22E)-5p-24-norcholest-22-en63a,h,1 1p ,21ttro 3,214isulfate. The four compounds were tested for their inhibitory effect on the replication of three RNA and one DNA vimses. All compounds showed no cytotoxic effects. We have also isolated from the antartic ophiuroid Ophionotus victoriae (Bell, 1902) a mixture of two new sulfated polyhydroxysteroids as well as two known compounds. From The tropical ophiuroid Ophiocome edllbrala (Lamarck, 1816) we isolated two polyhydroxilated sulfated steroids Sp-colest-3a,4a,l 1pt12p121-pento3l ,2ldisulfate and Sp-~le~t- 3at4a,11 p ,21-tetraol-3,21 disulfate, previously isolated from Ophbckma longicaudum and Ophiocoma dentata respectively, and a sulfated afltene. The ophiuroid Astrofoma egassizii (Lyman, 1875) contained three new steroidal sulfates accompanied by two known compounds, previously isolated from the ophiuroid Ophiosparte m s . The new compounds contain a terminal isopropmyl group in the side chain not previously reported in sulfated polyhydroxysteroids isolated from ophiwoids. PESUMEN: AlSl 4MIENTO Y ELUCIW~N ESTRUCTURAL DE METABOLITOS SECUNOARIOS POLARES PRESENTES EN EQUINODERMOS palabras clave: equinodermos, asteroideos, ofiuros, estrella de mar, saponinas esteroidales, esteroides polihidroxilados, Cosmasterias IwklepO phioproCus jan~ari1O~p hionotus victorhe, Astrutoma agassizii, Ophiocoma echinata, Encope ernargrhata A partir del extract0 polar de la estrella CosmaMas lwida (Philippi, 1858) se aislaron y caracterizaron dos glic6sidos esteroidales (Lurid6sidos A y B) y cuatro asterosaponinas (Cosmaster6sidos A, B, C, y D), todos ellos de est~cturan ovedosa. Se aislaron tambidn el Pycnopodi6sido C, Ophidiancisido F y FoMskIo H reporlados con anterioridad en Pycnopodia helianthoides, Ophidiaster ophidianus y Ashias fixhsi, respectivamente. El Cosmaster6sido A contiene la misrna cadena de oligosacslrido que el Ophidian6sido F con la aglicona (20S)-Sa-colesta-9(11),24-dieno-3$,6a,20-triol3$-sulfato. Los Cosmaster6sidos B, C y D contienen Thomasterol A wmo aglicona y difieren en el ntimero e identidad de 10s monosadridos de la cadena de azlicares. El Cosmaster6sido B wntiene una cadena de oligosadridos novedosa que difiere de la del Ophidianbsido F en el reemplazo de la unidad de quinovosa unida a C6d e la aglicona por gluwsa. Los tetrasadridos Cosmaster6sidos C y D estdn relacionados con el Cosmaster6sido B y el Ophidiandsido F respectivamente por la Mrdida de la fuwsa terminal. Del asteroideo LuEdia scoifi Bell (1917) se aislaron dos asterosaponinas, 10s Acanthaglic6sidos B y C aislados previamente de la estrella Acanfhaster planci y tres esteroides polihidroxilados. Dos de ellos, 5a-colesta-3$,5,6$,15a, 16$,26-hexaol y Sa-wlesta- 3$,5,6$,15a,26-pentol ISsulfato, fueron previamente aislados de las estrellas Myxodema phtymanthum y Luidia maculata respectivamente y 5a-colesta-3$,5,6p,15a,26pentol26-sulfato result6 novedoso. La presencia de una funcidn hidroxilo en C-28 es comirn en esteroides polihidroxilados aislados de estrellas. Sin embargo, un grupo sulfato en esa posici6n es muy poco usual. Los cuatro esteroides polares aislados de OphbproCus januadi (Liitken 1856) presentan gnrpos sulfato en C-3a y C-21,los anillos AIB fusionados en cis, y grupos hidroxilos en 10s carbonos C4ay C-11$. El esteroide 24norcolest-(22E)-5B-22-en-3a,4~,181, 21 -tetra01 3,214isulfato result6 novedoso. Los otros tres esteroides fueron aislados previamente de 10s ofiuros Ophiocoma dentata, Ophiarthmm ehgam y Ophimhna lncmssata. Se estudi6 la antividad antiviral de 10s compuestos aislados de OphioproCus januarii contra cuatro virus pat6genos en humanos: virus del Herpes simplex tipo 1 (HSV-I), virus Junin (JV), virus sincitial respiratorio (RSV) y virus del polio (PV). A partir del ofiuro antirtico Ophiomtm Wac (Bell, 1902) se aislaron cuatro esteroides sulfatados, resultando dos de ellos nwedogos. El estudio del ofiuro Ophiocoma echhata (Lamarck, 1816) permiti6 aislar dos esteroides polihidroxilados sulfatados 5~-colest-3~,4al,pl ,12$,21-pentoC3,21disulfato y 5j3-wlest- 3a,4a,11$,21-tetraol-3,21disulfato aislados previamente de Ophiodma longicaudum y Ophiocoma dentate respectiiamente y un alqueno sulfatado de estrudura novedosa. El extrado polar del ofiuro antirtico A$frofoma agassizii (Lyman, 1875) permitid aislar 5 esteroides polihidroxilados sulfatados. La presencia del gmpo sulfato en C-2 es una caraderistica poco cornin en 10s esteroides potares aislados de ofiuros. Ademis, 10s compuestos novedosos presentan un grupo isoprenilo en la cadena lateral y constituyen 10s primeros ejemplos de esta cadena en ofiuros. Los dos compuestos conocidos fueron aislados previamente del ofiuro antirtico Ophiosparte @gas. A /as chicas Stella Maris, mi esposa Agostina Bel&n, mi pequet7a hija. Agradezco sinceramente a la Dra. Marta S. Maier, directors de esta tesis, por su apoyo y guia permanente y su invalorable afecto. Mi agradecimiento a la Dra. Alicia M.S eldes por su inter-& en mi formaah cientifica, su amistad y su constante colaboraci6n. Quiero agradecer a las siguientes personas e Instituciones, cuya ayuda fue muy importante para este trabajo: A UMYMFOR (CONICET-FCEN) por las determinaciones instrumentales reali zadas. Al Dr. Jorge A. Palermo por 10s espectros de RMN e invalorables consejos sobre tecnicas de RMN-2D. Al Sr. Jorge A. AznArez y al Dr. Gerardo Caballero por 10s espectros de masa y CGL-EM y al Sr. Carlos G. Arabahety por 10s espectros FAB. A1 Dr. Sven Zea (Dpto. de Biologia, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia) por la recolecci6n y clasificacidn de Ophiocoma echinata. Al Dr. Alejandro Tablado (Museo de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia") por la clasificacidn de todos 10s otros equinodermos de este trabajo. A la Lic. Maria Luz Piris (Centro Nacional Patagdnico, Puerto Madryn, Chubut) por la recoleccion de la estrella Cosmasterias lurida. Al Dr. Enrique Morshn (Instituto de Biologia Marina y Pesquera "Almirante Storni", San Antonio Oeste, Rio Negro), por su invalorable colaboracion en la recoleccion de Luidia ludwigi y Ophioplocusj anuarii. Al Lic. Javier Calcagno (Instituto Antdrtico Argentino) y al Dr. Daniel Nahabedian (Departamento de Biologia, FCEN, UBA) por la recolecci6n de Astrotoma Agassizii. A la Dra. Katrin lken (Alfred Wegener Institut, Bundesrepublik Deutschland) por la recoleccion de Ophionotus victoriae. Al Dr. L. Pannell (NIDDK, NIH, Bethesda, MD, USA) por 10s espectros FAB de 10s Lurid6sidos A y B.