Die Fettsäuren des Fettes Mutterkorn (Claviceps purpurea)

SHORT COMMUNICATIONS

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G. CLEMENT,J. CLEMENTAND J. BEZARD,Arch. Sci. Physiol., I6 (1962) 213. Res., 3 ( I 9 6 2 ) 117.

8 R. D. MCCARTHY AND A. H. DUTHIE, J. Lipid * I{. KRELL AND S. A. HASHIM, J. Lipid Res., 4

(1963) 407 • lo American Oil Chemists' Soc., @ficial and Tentative Methods of Analysis, Cd 14-61, Society

Chicago, 1961. 11 G. CLEMENT, J. BELLEVILLE, C. LORIETTE AND J. RAULIN,

Bull. Soc. Chim. Biol., 45 (1963)

1443. Received March 23rd, 1964 Biochim. Biophys. Acta, 84 (1964) 481-483

sc 53024 Die Fetts~uren des Fettes a u s M u t t e r k o r n

(Claviceps purpurea)

Die Beobachtung, dab farbstoffarme Mutterkorn-Sklerotien auch alkaloidarm sindl, 2, fiihrt zu der Annahm~, dab die aus Acetateinlleiten erfolgende Biosynthese sowohl der Alkaloide als auch der Farbstoffe streckenweise gemeinsame Wege gehta, 4. Alle Mutterkorn-Alkaloide weisen das Mevalonsiiure-Grundgeriist auf 5. Da die Biosynthese der Mevalonsiiure ohne Malonyl-CoA, die vieler phenolischer Pflanzenstoffe 6, wahrscheinlich also auch der Mutterkorn-Farbstoffe, jedoch mit Beteiligung von MalonylCoA erfolgt, muB der Biosynthese-Block in farbstoffarmen Sklerotien schon in den Anfangsschritten liegen. Umso erstaunlicher ist der Befund 7, nach welchem der Lipidgehalt der Droge u n a b M n g i g v o m Alka_loidgehalt sein soll. Dieser Befund war der Anlal3, das Fetts/iuregemisch aus Mutterkornfett n~iher zu analysieren. TABELLEI ](ENNZAHLEN DES MUTTERKORNFETTES

Eieene [3~fltnde

Nach

SANTOSRUIZt°

Gesam!fett

SAurezahl* (mg KOH/g) Verseifungszahl it (mg KOH/g) Jodzah112.13 (g Jod/ioo g) Unverseifbares Freie Fettsiiuren

Jodzah112,t* (g Jod/ioo g) Fetts(iuren nach Verseifung

.J.odzah112,TM (g Jod/loo g) Aquivalent~'~ .... Schmelzpunkt

3o.6

18.5

220. 5 69.5

184 71.8

2.6 %

0.43 % 68.3 86.6% 62.9 ~8o.o 37-4 °0

5.7 %

---61.45 304.6 38-39 °

* Durch Titration mit o.oi N methanolischer Kalilauge bestimmt.

Bei der Untersuchung gewisser Mutterkorn-Farbstoffe s wurde durch E n t f e t t e n mit Petrol~ither ein Fettgemisch (lO.6% der Droge) gewonnen, das die in Tabelle I aufgeftihrten Kennzahlen aufweist. Die dfinnschichtchromatographische UnterAbktXrzungen: v, Streckschwingung; PEGA, PolyS.thylenglykoladipat. Biochim. Biophys. Acta, 84 (1964) 483-486

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SHORT COMMUNICATIONS T A B E L L E II ZUSAMMENSETZUNG DES FETTSAUREGEMISCHES (ALS METHYLESTER BERECHNET) AUF GRUND DER GASCHROMATOGRAPHISCHEN ANALYSE

A r g o n - G a s c h r o m a t o g r a p h (Pye). S~ule : ~o % P E G A a u f C h r o m o s o r b W, 175 °. Fraktion der

Fetts~ure

LaurinMyristinPalmitinA n d e r e zwischen C12 u n d C16 HexadecenHeptadecanStearinOctadecenOctadecadienOctadecatrienOctadecatetraen12-HydroxystearinArachinBehen-

(C12) (C14) (C16) (C1~_1) (C1~)

(C18) (Cls- 1) (C1s- 2) (C~s 3) (C18-a) (HO-Cls) (C20) (C22)

Fraktion der

unveresterten Fettsiiuren (%)

veresterter~ Fettsduren (%)

0.53 0.52 32.66 0.39 4.64 o.8o 4.89 24.38 28.84 0.62 o.77 o.61 0.34 Spur

0.08 0.36 33.37 o [14.o3 o.2o 5. I I 21.3 ° 12.29 0.35 o 22.00 0.96 o

suchung 9 ergab einen tiberwiegenden Gehalt an Triglyceriden, daneben kleine Mengen von Steroiden und unveresterten Fetts~iuren. Letztere wurden dutch Ausschtitteln mit w~iBriger Sodal6sung abgetrennt. Das s~iurefreie Lipid wurde durch 4 h Kochen mit 0.5 N methanolischer Kalilauge verseift. Die Fetts~iuren wurden methylverestert und in der bereits beschriebenen Weise 14 gaschromatographisch analysiert. Das Ergebnis dieser Untersuchung zeigt Tabelle II. Die einzelnen Fetts~iuren wurden durch Vergleich mit authentischen Fetts~uren und nach katalytischem Hydrieren 15 des zu analysierenden Fetts~iuregemisches identifiziert. Die Hydroxys~iure gab sich durch den Hydrierversuch als ges~ittigte Fetts~ure zu erkennen. Nach Acetylieren verminderte sich ihr Retentionsvolumen in charakteristischer Weise (Fig. i), so dab sie hiermit als Monohydroxystearins~iure zu charakterisieren war. Eine unges~ittigte Hydroxys~iure mit 18 C-Atomen (etwa Ricinols~iure, die in der ~ilteren Literatur 16als Bestandteil des Mutterkorn61s ew~ihnt wird), die m6glicherweise wegen ihres groBen Retentionsvolumens nicht mehr erfaBt worden w~ire, konnte ausgeschlossen werden, da nach Hydrieren das Fl~ichenverh~iltnis des HydroxystearinG16 C18

(JH- C18

C20 ,

~

l

l

l

l

l

1I

l

3

1~7

Fig. i. G a s c h r o m a t o g r a m m der Fetts~Luremethylester a u s M u t t e r k o r n f e t t . S~iule: i o % P E G A a u f C h r o m o s o r b W, 175 °. , hydriert; , h y d r i e r t u n d acetyliert. R16, R e t e n t i o n s v o l u m e n in R e l a t i o n zu P a l m i t i n s A u r e (C1~). B i o c h i m . B i o p h y s . A c t a , 84 (1964) 483-486

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s~uresignals zur Summe der Fl~ichen der Signale aller iibrigen Fetts~iuren das gleiche blieb wie vor der Hydrierung. Ferner trat nach Acetylieren des nicht-hydrierten Fettsiiuregemisches - - auBer dem des Acetoxystearins~iuremethylesters - - kein neues Signal im Gaschromatogramm auf. Auch Modellversuche mit Ricinols~iure ftihrten zu dem gleichen Ergebnis. Um die Stellung der Hydroxygruppe angeben zu k6nnen, wurde ein oxydativer Abbau durchgeffihrt. Hierzu wurde das methylierte Fetts~turegemisch katalytisch hydriert und fiber die Quecksilber-Additionsverbindung s~iulenchromatographisch getrennt 17. Der erhaltene Hydroxystearins~iuremethylester zeigte im Infrarot-Spektrum eine breite v OH-Bande bei 3.00/,, die die starke intermolekulare H-BriJckenC12

C9 C8 ~

C11

L_ I

}

I

1

2

3

C12 C9 C11

o r L

I

o

i

~_ l 2

R9

I s

Fig. 2. G a s c h r o m a t o g r a m m n a c h o x y d a t i v e m A b b a u y o n DL-I2-Hydroxystearins~lure (oben) u n d H y d r o x y s t e a r i n s i i u r e a u s M u t t e r k o r n (unten) m i t K M n O a in Eisessig i h bei 3 °0 u n d a n schliel3ender V e r e s t e r u n g m i t CH2N v SS,ule: l O % P E G A a u f C h r o m o s o r b \V, 175 °. C s usw., K e t t e n l / i n g e der AbbaudicarbonsS.uren. RD, R e t e n t i o n s v o l u m e n in R e l a t i o n zu Azelains~iured i m e t h y l e s t e r (C~).

bindung anzeigt, ferner eine v C-O-Bande bei 8.99/~, die einem sekund~iren Alkohol entspricht. Schmelzpunkt der freien S~iure nach Umkristallisieren 74-77 °. Authentische Monohydroxystearins~iuren haben - - unabh~tngig v o n d e r Stellung der Hydroxygruppe an C-Io bis C - I 3 - - ann~ihernd gleiche Schmelzpunkte und gaben in Mischungen untereinander und mit der Mutterkorn-Hydroxys~iure keine deutliche Schmelzpunktdepression. Der oxydative Abbau der Hydroxys~ture mit PermanganatlS, 19 ergab das gleiche gaschromatographische Bild wie der entsprechende Abban von DL-I2-Hydroxystearins~iure (Fig. 2). Die Hydroxys~iure des Mutterkornfettes wurde somit als I2-Hydroxystearins~iure identifiziert. Ihre optische Drehung konnte wegen der geringen Substanzmenge nicht gemessen werden. Eine biogenetische Deutung dieses Befundes l~iBt sich vorerst nicht geben ; denn der Biosyntheseweg der Hydroxyfetts~iuren ist bisher noch weitgehend unbekannt ~°. Der ftir die Untersuchungen benutzte Gaschromatograph ist eine Leihgabe der Biochim. Biophys. Acta, 84 (1964) 483-486

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Deutschen Forschungsgemeinschaff. Herrn Prof. Dr. E. S T E N H A G E N , Institutionen f6r Medicinsk Biokemi, G6teborg, danke ich ftir die f3berlassung einer Serie von synthetischen Monohydroxyfetts/iuren, Herrn Dr. M. SPRINGORUM ftir die Anfertigung der Inffarot-Spektren. Organisches-Chemisches Institut der Universit~t, G6ttingen, ftir die Anfertigung der Infrarot-Spektren. Das verwendete Drogenmaterial stammt von der Firma Dr. SCHWARZArzneimittelfabrik, 4o19 Monheim. Ftir technische Hilfe danke ich Frau E. DAU und Frl. S. SCH/JRMANN.

Physiologisch-Chemisches Institut der Universitiit, G6ttingen (Deutschland)

O. W . T H I E L E .

1 A. St. GARAY OND H. ~D£M, Naturwissenschaften, 42 (1955) 646. 2 A. SILBER, K. MOTHES UND D. GROGER, Die Kulturpflanze, 3 (1955) 9 °. a I~. I~OTHES, F. ~VEYGAND, D. GROGER UND H. GRIESEBACH, Z. Naturforsch., i 3 b (1958) 41. 4 B. FRANCK UND T. RESCHKE, Angew. Chem., 71 (1959) 407 . s E. H. TAYLOR UND E. RAMSTAD, Nature, 188 (196o) 4949 R. BENTLEY, Ann. Rev. Biochem., 31 (1962) 590. v F. STERNON, Bull. Acad. Roy. Med. Belg., Set. 2, 6 (1937) 455. s B. FRANCK, O. W. THIELE UND T. RESCHKE, Angew. Chem., 73 (1961) 494; Chem. Ber., 95 (1962) 1328. 9 }{. JATZKEWITZ UND E. i¥IEHL, Z. Physiol. Chem., 320 (196o) 251. to A. SANTOS RUIZ, Trabc~ios Inst. Cajal [nvest. Biol. (Madrid), 32 (194 o) 251. lz j. KOTTSDORFER, Z. Anal. Chem., 18 (1879) 199; 21 (1882) 39412 H. P. I~2AUFMANN,Z. Unlersuch. Lebensm., 51 (I9Z6) 3. la W. TRAPPE, Bioehem. Z., 296 (1938) 184. la O. xN. THIELE UND G. KRbBER, Z. Physiol. Chem., 334 (1963) 63. as R. POUKKA, L. VASENIUS UND O. TORPEINEN, .[. Lipid Res., 3 (1962) 128. 16 Beilsleins Handbueh der organischen Chemie, E [I[, 3/i, S p r i n g e r , Berlin, 1961, p. 705 . 17 G. SCHEUERBRANDT UND K. BLOCH, J. Biol. Chem., 237 (1962) 2064. is A. T. JAMES UND J. WEBB, Bioehem. J., 66 (1957) 516. x9 D. G. BisHoP UND J L. STILL, Bioehem. Biophys. Res. Commun., 7 (1962) 338. 20 R. J. LIGHT, W. J, LENNARZ UND 1~. BLOCH, J. Biol. Chem., 237 (1962) 1793.

Eingegangen a m 3 I. M~rz, 1964 Biochim. Biophys. Acts, 84 (1964) 483-486

sc 53o19 Localization of fatty acid synthesis in lactating mammary gland Earlier work from this laboratory 1,~ indicated that fatty acid synthesis in heart and liver is mainly localized in the mitochondrial fraction of the cell. However, the activities of these tissues are low in comparison with those reported by other investigators using more active fatty acid synthesizing tissues such as m a m m a r y gland s. Therefore it seemed of interest to localize fatty acid synthesis in homogenate fractions of lactating rat mammary gland, with malonyl-CoA and N A D P H as substrates. The rats used were 12-18 days post partum. After killing the rats, the mammary glands were excised, cut in a Mcllwain-Buddle type of tissue chopper (set for o.4-mm slices) and then homogenized in ice-cold o.23 M sucrose-o.oi M EDTA in a loosefitting Potter-Elvehjem homogenizer. The homogenate was centrifuged for 3 min at 9oo × g and decanted. The supernatant fluid was centrifuged for IO min at 15 ooo × g to give a "mitochondrial" pellet and a supernatant. Mitochondria thus Biochim. Biophys. Acta, 84 (1964) 486-489