Lokalisierung von sekundären Metaboliten in Flechten

• Main Author: Fülöp, Lisa
• Format: Thesis
• Language: German
• Published: (:none) 2019
• Subjects: Boden; Lambda; Antarc*; Antarctica; Usnea antarctica
• Online Access: https://dx.doi.org/10.25365/thesis.60542; https://othes.univie.ac.at/60542/

Lichens are mostly used by animals as food, but humans also used the secondary metabolites early on. They used the lichen for dying fabrics, as poison, to produce perfumes and also as an acid/base indicator. Nowadays a great deal of research is invested in secondary metabolites as they have found their way into medicine. In the past, a lichen was used for medical purposes according to the theory of signatures. The theory of signatures says that plants or parts of plants that look like human organs are used to cure those organs. Nowadays, special lichen acids are extracted and used as antibiotics, but also in cancer research. Since only the entire lichen body has been extracted with high performance liquid chromatography up to now, there has been little understanding of where the secondary metabolites are located in the lichen body. In this work the secondary metabolites usnic acid, fumarprotocetraric acid, stictic acid, norstictic acid, atranorin, chloratranorin physodic acid and gyrophoric acid where tried to be localised in the lichens Lobaria pulmonaria, Pseudovernia furfuracea, Usnea dasypoga, Umbilicaria hirsuta, Cladonis foliacea, Cladonia furcata and Usnea antarctica. This was realized with fluorescence microscopy, lambda scans and electron microscopy. At first, cross sections of every lichen where made by the sledge microtome and by hand. Those where irradiated with different wavelengths in the fuorescence microscope. After that lambda scans where performed, which should show the same results as the fluorescence images but more accurat. The cross sections where also fixed on stubs and coated with carbon for measurements in the electron microscope combined with X-ray microanalysis. With every lichen the elemental composition was measured and a pointmap was created. With the help of all these measurements, the secondary metabolites where tried to be localized in the lichen thallus. Since most of the lichen secondary metabolites only consist of carbon, hydrogen and oxygen, it was not possible to locate them by the measurements of the electron microscope, apart from one exception. However, it turned out that the soil composition on which the lichen grew can be determined by this measuring method. The lambda scans of lichen with the same metabolites where compared The lambda scans of lichen with the same metabolites were compared with each other. : Flechten werden schon seit langer Zeit von Menschen und Tieren verwendet. Dabei werden sie von Tieren meist als Nahrung genutzt, von den Menschen aber wurden schon früh die sekundären Metabolite verwendet. So wurden sie zum Färben von Stoffen verwendet, als Gift, zur Herstellung von Parfums und auch als Säure/Base Indikator. Heutzutage wird sehr viel Forschung in die sekundären Metabolite investiert, da sie in der Medizin Einzug gefunden haben. Früher wurden Flechten nach Signaturenlehre zu medizinischen Zwecken verwendet. Signaturenlehre bedeutet, dass Pflanzen oder Pflanzenteile, welche bestimmter menschlicher Organe optisch ähnlich, sind zur Heilung dieser Organe verwendet werden. Heutzutage werden spezielle Flechtensäuren extrahiert und finden als Antibiotika Einsatz, aber auch in der Krebsforschung. Da bisher nur der gesamte Flechtenkörper mit high performance liquid chromatography extrahiert wurde, hatte man bis dato wenig Vorstellung davon, wo sich im Flechtenkörper die sekundären Metabolite befinden. In dieser Arbeit wird versucht die sekundären Metabolite Usninsäure, Fumarprotocetrarsäure, Stictinsäure, Norstictinsäure, Atranorin, Chloratranorin, Physodsäure und Gyrophorsäure in den Flechten Lobaria pulmonaria, Pseudovernia furfuracea, Usnea dasypoga, Umbilicaria hirsuta, Cladonia foliacea, Cladonia furcata und Usnea antarctica zu lokalisieren. Dies wurde durch Fluoreszenzmikroskopie, Lambdascans und Elektronenmikroskopie bewerkstelligt. Es wurden zuerst von jeder Flechte Querschnitte mit dem Schlittenmicrotom und per Hand angefertigt, welche dann im Fluoreszenzmikroskop mit unterschiedlichen Wellenlängen untersucht wurden. Anschließend wurden Lambdascans durchgeführt, welche die gleichen Ergebnisse zeigen sollten, nur genauer als die Fluoreszenzbilder. Diese Querschnitte wurden dann auch auf Stubs geklebt und mit Kohle bedampft, um sie unter dem Elektronenmikroskop mittels Elementaranalyse untersuchen zu können. Dabei wurde von jeder Flechte eine Elementzusammensetzung gemessen und eine Pointmap erstellt. Mit Hilfe all dieser Messungen wurde nun versucht im Flechtenthallus die sekundär Metabolite zu lokalisieren. Da die meisten der Flechtensäuren nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen, konnte eine Lokalisierung bis auf eine Ausnahme mit den Pointmaps leider nicht bestimmt werden. Allerdings stellte sich heraus, dass man Rückschlüsse auf den VI Boden, auf dem die Flechte gewachsen ist, durch diese Messmethode ermitteln kann. Die Lambdascans von Flechten mit gleichen Metaboliten wurden miteinander verglichen.