Hemtentamen i Farmakognosi för A5.

Transkript

1 Hemtentamen i Farmakognosi för A5. Terminens hemtentamen består i att besvara fyra frågor. Vetenskapliga referenser kan och bör användas när så anses påkallat för att stödja resonemang men inte enbart som hänvisningar. Om i under arbetet har frågor kring utformning eller genomförande så vänd Er gärna med frågor till anders.backlund@fkog.uu.se dygnet runt eller per telefon under kontorstid Största vikt kommer att läggas vid svarens utformning och givna motiveringar. Tentamen påbörjas klockan 18.00, och består av 4 uppgifter om totalt 140 poäng, för godkänt resultat erfordras minst 85 poäng. Frågorna kan hämtas i pappersform hos Maj Blad på kurssekretariatet vid Inst. f. Läkemedelskemi BMC B5:3, elektroniskt från avdelningens web-site eller efter förfrågan per e-post från anders.backlund@fkog.uu.se Tentamen avslutas senast klockan genom insändande av Era svar. Tentamenssvaren skall skickas in i elektronisk form per e-post till adressen: fkoga5.fkoguu@analys.urkund.se...alternativt inlämnas senast klockan på diskett/cd* till Maj på kurssekretariatet. Inlämnade fysiska media bör märkas med studentens namn, men det kan ej garanteras att dessa kan återlämnas. Svaren kommer att analyseras med den elektroniska tjänsten tillhandahållen från URKUD, se Observera att tentamensfrågorna skall besvaras enskilt av varje student. I alla svar skall studentens namn och personnummer anges i sidhuvudet på varje sida, samt sidnumrering anges i sidfoten på varje sida. Varje frågas svar skall börja på en ny sida (använd sidbrytning, inte radbrytningar!!).all text och resonemang skall föras i det elektroniskt inskickade dokumentet, vilket också skall innehålla samtliga för resonemanget relevanta strukturformler. Observera att inga handritade strukturformler eller bilagor kommer att beaktas, i enlighet med den information som lämnats tidigare. Tentamina kommer att återlämnas från kurssekretariatet fr.o.m , mot uppvisande av giltig kårlegitimation. Alla emottagna svar bekräftas, dels automatiskt av URKUD, dels manuellt av Anders! Med bästa hälsningar, och lycka till! Anders, Sonny, Ulf och Lars * I något av formaten DOS 1.4 MB, ISO 9660, HFS eller HFS+. 1

2 1. Beskriv med egna ord (citera inte ur bokens text) principerna bakom de två nedan visade modellerna för hur farmakognostisk forskning kan beskrivas och dess resultat kan jämföras. Demonstrera vidare din egen förståelse genom att diskutera ett eller flera självvalda exempel som inte berörts tidigare under kursen för vardera figuren. Chemical structure Known ew Biological activity (Totalt 12p) O O Denna alkaloid har isolerats ur en nybeskriven Toddalia-art (familjen Rutaceae) som har traditionell användning mot hudutslag. Dess ringsystem är unikt och flera teorier om dess biosyntes har lagts fram. yligen rapporterades experimentell framgång med inmärkning i alkaloiden av 2-C 14 - malonsyra. Föreslå en detaljerad biosyntes av alkaloiden med ledning av given information. 2 HO Märk ut de kolatomer som kan härledas till malonsyra. Föreslå nödvändiga prekursorer för radioaktiv inmärkning som kan bevisa din föreslagna biosyntesväg. (Totalt 40p) OH

3 3. Emmyguyacin A och B är två glykolipider, isolerade från en svamp, som har en mycket lovande effekt mot influensa-virus. Denna effekt medieras genom att dessa substanser hämmar konformationsändringen av ett protein (hemagglutinin A, HA) som är nödvändig för att viruset ska kunna infektera värd-cellen. Lös följande uppgifter med hjälp av kurslitteraturen och utdragen ur originalartikeln (se nedan): Sammanfatta isoleringen av emmyguyacin A och B i ett flödesschema, och beskriv vilka egenskaper som utnyttjas i respektive steg. Material från växter är vanligtvis en annorlunda matris att arbeta med än den det svampmaterial som dessa substanser isolerades från, inte minst på grund av en ofta rik förekomst av klorofyll, karotenoider och tanniner. Vilka problem kan dessa substansklasser orsaka för isolering och farmakologisk testning? Med detta i åtanke, hur skulle du vilja ändra isoleringen av emmyguyacin A och B om du skulle isolera dessa substanser från en växt? Glykosider som emmyguyacin A och B kan i vissa fall vara svåra att isolera i ren form och med bibehållen aktivitet. Beskriv varför, gärna med ett exempel. Extraktet från denna svamp var ett av bara 23 aktiva extrakt i en så kallad high troughput screening av totalt extrakt. För att isolera emmyguyacin A och B som de aktiva komponenterna i detta extrakt användes sedan aktivitets-styrd isolering. Förklara detta begrepp. En annan approach för att hitta farmakologiskt aktiva substanser är etnofarmakologi. Hur kan man låta denna approach styra valet av extraktionsmetod? Emmyguyacin A (1a) och B (1b). Frågan fortsätter på nästa sida! 3

4 Utdrag från resultatdelen: Mechanism-based in vitro high-throughput assay 3 of 80,000 fungal extracts identified 23 extracts that inhibited the ph-induced conformational change of HA. These were subsequently subjected to a cell-based assay utilizing MDCK cells infected with influenza virus (A/X31). The crude MeOH extract (CR) of fungus OSI significantly inhibited viral replication (IC50 <4.5 µg/ml). This extract was partitioned between hexanes (K1), CHCl 3 (K2), and aqueous MeOH (K3). While some antiviral activity was detected in both K1 and K2 (IC and 90 µg/ml, respectively), the aqueous MeOH fraction contained the bulk of the activity (IC50 <4.5 µg/ml). This suggested a polar compound, in contrast to its strong lipophilic retention on octadecylsilylated silica gel (ODS). This latter characteristic allowed the use of ODS in the solid-phase extraction mode, retaining the active component while eluting the polar inactive constituents with water. Subsequent elution of the ODS with MeOH provided material (fraction C3) which was chromatographed by ODS HPLC (H2O-MeOH) to give a clean mixture of two closely related glycolipids (apparent 3:1 ratio), only partially separable by HPLC. Sequential HPLC separations allowed the isolation of the major component emmyguyacin A (1a)in 95% purity (1.51 g/l). Utdrag från den experimentella delen: Isolation of Emmyguyacins. The concentrated MeOH extract from 3 L of fermentation of fungal strain OSI was dissolved in distilled H 2 O (150 ml) and MeOH (150 ml). The resulting solution was extracted with hexanes (2 x 250 ml) and subsequently with CHCl 3 (2 x 250 ml). The concentrated aqueous MeOH fraction was dissolved in H 2 O (50 ml) and chromatographed over ODS silica gel (90 g), eluting sequentially with H 2 O (600 ml), 20% MeOH-80% H2O (500 ml), and MeOH (500 ml). The MeOH fraction was concentrated to dryness to yield 4.53 g of a beige amorphous powder (fraction C3). Five percent of this material ( 225 mg) was chromatographed by HPLC (Rainin Dynamax Microsorb ODS column 25.4 mm diameter x 25.0 cm length with 25.4 mm diameter x 5.0 cm length guard cartridge, H2O-MeOH gradient, UV detection at 225 nm). An apparent ( 1 H MR spectroscopy) 3:1 mixture of two closely related compounds 200 mg) was obtained. This was iteratively chromatographed, combining leading and tailing fractions until 100 mg of material enriched in 1a (>95%) was obtained. A fraction containing 20 mg of material slightly enriched ( 70%) in was also obtained. Utdragen och bild från: Christie Boros, Barry Katz, Scott Mitchell, Cedric Pearce, Karra Swinbank, and Debra Taylor, J. (2002) Emmyguyacins A and B: Unusual Glycolipids from a Sterile Fungus Species That Inhibit the Low-pH Conformational Change of Hemagglutinin A during Replication of Influenza Virus, Journal of atural Products, 65(2), Denna artikel blev utsedd till årets bästa vetenskapliga artikel i JP under året 2002, och finns I sin helhet tillgänglig på För att lösa uppgifterna behövs dock bara utdragen ovan!. (Total 40p) 4

5 4. Droger och drogbegreppet är centrala inom farmakognosin, och vi anser att det är viktigt att ni känner till både att de finns och hur olika typer av droger skiljer sig i viktiga aspekter. Välj själv tre av följande tio drogtyper / par av drogtyper: radix, rhizom & tuber, lignum, cortex, folium, fructus, semen, oleum & aetheroleum, resinum, latex Förklara och beskriv för var och en av de tre exempel du väljer, i generella termer (inte med exempel) i en läsbar och löpande text följande: Motsvarande svenska och engelska begrepp (3*0,5p) En beskrivning av den valda drogtypens biologiska funktion i den levande växten Diskutera i generella termer den biologiska funktionen till förekomst av olika typer av farmaceutiskt intressanta kemiska substanser Beskriv metoder och eventuella särskilda hänsyn och åtgärder som krävs vid insamling och beredning av de tre valda drogtyperna Beskriv vilka iakttagelser, egenskaper eller karakteristika som kan förväntas vid mikroskopering av biologiska preparat respektive vid mikroskopering av drogpulver från var och en av de tre drogtyperna. Om du valt oleum & aetheroleum, resinum respektive latex beskriv inte mikroskopering av drogen i sig utan redogör istället för deras iakttagbara karakteristika och egenskaper. (3*3p) (3*2p) (3*2p) (3*4p) Citera inte föreläsningsunderlag, kompendier eller kursbokens text utan använd egna ord, samt förklara och motivera i texten dina påståenden och slutsatser. Skriv slutligen en text om maximalt en A4-sida riktad till skolelever i 10-12års åldern, beakta målgruppen, där du på svenska: dels först förklarar vilken nytta man kan ha av mikroskopering vid drogidentifiering dels därefter beskriver steg för steg hur eleverna bereder ett mikroskopiskt preparat av kanelbark där stencellerna infärgas, genomför mikroskopering och beskriver vilka iakttagelser de kan göra. (4p) (8p) Beakta säkerhetsaspekter, rita gärna egna skisser eller skapa illustrationer, men kopiera inte material ur kurskompendiet. (Totalt 48p) 5