9-chloro-5,9-dienoic and other fatty acids from marine sponge Penares sp.

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The fatty acids and their ethyl esters from an extract of a sponge Penares sp. (South China Sea) were fractionated by high-performance liquid chromatography and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry using pyrrolidine, 4,4-dimethyloxazoline, dimethyl disulfide, and hydrogenated derivatives. In some cases, 1Н and 13С NMR spectroscopy was applied for the structural analysis of fatty acids. 71 С12–С28 acids, including 12 new compounds, were found. The new compounds were shown to be (5Z,9Z)-9-chloro-24-methy-5,9-pentacosadienoic, (5Z,9Z)-9-chloro-25-methyl-5,9-hexacosadienoic, (5Z,9Z)-9-chloro-24-methyl-5,9-hexacosadienoic, (5Z,9Z)-9-chloro-25-methyl-5,9-heptacosadienoic, 6-chloro-20-methyl-4-heneicosenoic, 6-chloro-19-methyl-4-heneicosenoic, 6-chloro-20-methyl-4-docosenoic, cis-17,18-methylene-tetracosanoic, 16,21-dimethyldocosanoic, 18,23-dimethyltetracosanoic, 16,18,22-trimethyltricosanoic, and 18,20,24-trimethylpentacosanoic acids. It was shown that the characteristic features of the fatty acid mixture were a high level of constituents with monomethylated chains (over 50%) and the nearly total substitution of common demospongic acids for their chloro-derivatives, previously unknown (5Z,9Z)-9-chloro-5,9-dienoic acids. The presence of analogous structural fragments in the fatty acids from Penares sp. and in some biologically active secondary metabolites from Penares sponges was discussed. The results of this work may be used for the structural, comparative and biosynthetic studies of marine lipids.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. А. Santalova

G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far-Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: santalova@piboc.dvo.ru
Russian Federation, 690022, Vladivostok, prosp. 100 let Vladivostoku 159

S. А. Kolesnikova

G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far-Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Email: santalova@piboc.dvo.ru
Russian Federation, 690022, Vladivostok, prosp. 100 let Vladivostoku 159

References

  1. Dembitsky V.M., Rezanka T., Srebnik M. // Chem. Phys. Lipids. 2003. V. 123. P. 117‒155. https://doi.org/10.1016/S0009-3084(03)00020-3
  2. Родькина С.А. // Биол. моря. 2005. Т. 31. С. 387–397. [Rodkina S.A. // Russ. J. Mar. Biol. 2005. V. 31. P. S49– S60]. https://doi.org/10.1007/s11179-006-0015-3
  3. Bergé J.-P., Barnathan G. // In: Marine Biotechnology I. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology/ Eds. Ulber R., Le Gal Y. Berlin, Heidelberg: Springer, 2005. V. 96. P. 49–125. https://doi.org/10.1007/b135782
  4. Řezanka T., Sigler K. // Prog. Lipid Res. 2009. V. 48. P. 206‒238. https://doi.org/10.1016/j.plipres.2009.03.003
  5. Manjari Mishra P., Sree A., Panda P.K. // In: Springer Handbook of Marine Biotechnology / Ed. Kim S.K. Berlin, Heidelberg: Springer, 2015. P. 851–868. https://doi.org/10.1007/978-3-642-53971-8_36
  6. Kornprobst J.-M., Barnathan G. // Mar. Drugs. 2010. V. 8. P. 2569‒2577. https://doi.org/10.3390/md8102569
  7. Dembitsky V.M., Srebnik M. // Prog. Lipid Res. 2002. V. 41. P. 315‒367. https://doi.org/10.1016/S0163-7827(02)00003-6
  8. Hwang B.S., Lee K., Yang C., Jeong E.J., Rho J.-R. // J. Nat. Prod. 2013. V. 76. P. 2355‒2359. https://doi.org/10.1021/np400793r
  9. Lyakhova E.G., Kolesnikova S.A., Kalinovsky A.I., Dmitrenok P.S., Nam N.H., Stonik V.A. // Steroids. 2015. V. 96. P. 37–43. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2015.01.009
  10. Lyakhova E.G., Kolesnikova S.A., Kalinovsky A.I., Afiyatullov Sh.Sh., Dyshlovoy S.A., Krasokhin V.B., Minh Ch.V., Stonik V.A. // Tetrahedron Lett. 2012. V. 53. P. 6119‒6122. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2012.08.148
  11. Kobayashi J., Cheng J.-F., Ishibashi M., Wälchli M.R., Yamamura Sh., Ohizumi Y. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1991. P. 1135–1137. https://doi.org/10.1039/P19910001135
  12. Alvi Kh.A., Jaspars M., Crews Ph., Strulovici B., Oto E. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1994. V. 4. P. 2447‒2450. https://doi.org/10.1016/S0960-894X(01)80407-8
  13. Nakao Y., Maki T., Matsunaga Sh., van Soest R.W.M., Fusetani N. // J. Nat. Prod. 2004. V. 67. P. 1346‒1350. https://doi.org/10.1021/np049939e
  14. Takada K., Uehara T., Nakao Y., Matsunaga Sh., van Soest R.W.M., Fusetani N. // J. Am. Chem. Soc. 2004. V. 126. P. 187‒193. https://doi.org/10.1021/ja037368r
  15. Fujita M., Nakao Y., Matsunaga Sh., Seiki M., Itoh Y., van Soest R.W.M., Fusetani N. // Tetrahedron. 2001. V. 57. P. 1229‒1234. https://doi.org/10.1016/S0040-4020(00)01128-5
  16. Ushio-Sata N., Matsunaga Sh., Fusetani N., Honda K., Yasumuro K. // Tetr. Lett. 1996. V. 37. P. 225‒228. https://doi.org/10.1016/0040-4039(95)02134-5
  17. Ando H., Ueoka R., Okada Sh., Fujita T., Iwashita T., Imai T., Yokoyama T., Matsumoto Y., van Soest R.W.M., Matsunaga Sh. // J. Nat. Prod. 2010. V. 73. P. 1947‒1950. https://doi.org/10.1021/np1003565
  18. Bergquist P.R., Lawson M.P., Lavis A., Cambie R.C. // Biochem. Syst. Ecol. 1984. V. 12. P. 63–84. https://doi.org/10.1016/0305-1978(84)90012-7
  19. Lawson M.P., Bergquist P.R., Cambie R.C. // Biochem. Syst. Ecol. 1984. V. 12. P. 375–393. https://doi.org/10.1016/0305-1978(84)90070-X
  20. Будзикевич Г., Джерасси К., Уильямс Д. // Интерпретация масс-спектров органических соединений / Под ред. Вульфсона Н.С. Москва: Мир, 1966. 323 с.
  21. The LipidWeb. Mass Spectrometry of Alkyl Esters. Ethyl Esters of Fatty Acids. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=ms/others/others-arch/index.htm
  22. The LipidWeb. Mass Spectra of Fatty Acid Alkyl Esters – Archive. Ethyl esters of fatty acids. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=ms/others/others-arch/index.htm
  23. The LipidWeb. Mass Spectrometry of Fatty Acid Pyrrolidides. Dienoic fatty acids. Part 2. Conjugated and Bis- and Polymethylene-Interrupted Dienes. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=ms/pyrrolidides/pyrrol-2db-2/index.htm
  24. The LipidWeb. Mass Spectrometry of DMOX Derivatives. Dienoic fatty acids. Part 2. Conjugated and Bis- and Polymethylene-Interrupted Dienes. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/lipidweb_html/ms/dmox/dmox-2db-2/index.htm
  25. The LipidWeb. Mass Spectrometry of Fatty Acid Pyrrolidides. Saturated Branched-Chain Fatty Acids. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/lipidweb_html/ms/pyrrolidides/pyrrol-sbr/index.htm
  26. The LipidWeb. Pyrrolidine Derivatives of Fatty Acids. Archive of Mass Spectra. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=ms/pyrrolidides/pyrrol-arch/index.htm
  27. Santalova E.A., Denisenko V.A. // Nat. Prod. Commun. 2017. V. 12. P. 1913–1916. https://doi.org/10.1177/1934578X1701201225
  28. Dérien S., Klein H., Bruneau Ch. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2015. V. 54. P. 12112–12115. https://doi.org/10.1002/anie.201505144
  29. Gunstone F.D. // Chem. Phys. Lipids. 1993. V. 65. P. 155–163. https://doi.org/10.1016/0009-3084(93)90049-9
  30. Akasaka K., Shichijyukari S., Meguro H., Ohrui H. // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2002. V. 66. P. 1719– 1722. https://doi.org/10.1271/bbb.66.1719
  31. Santalova E.A., Denisenko V.A., Dmitrenok P.S. // Molecules. 2020. V. 25. P. 6047. https://doi.org/10.3390/molecules25246047
  32. Andersson B.A. // Prog. Chem. Fats Other Lipids. 1978. V. 16. P. 279–308. https://doi.org/10.1016/0079-6832(78)90048-4
  33. Santalova E.A., Denisenko V.A. // Lipids. 2017. V. 52. P. 73–82. https://doi.org/10.1007/s11745-016-4214-1
  34. Knothe G. // Lipids. 2006. V. 41. P. 393–396. https://doi.org/10.1007/s11745-006-5110-x
  35. Zhang J.Y., Yu Q.T., Huang Z.H. // J. Mass Spectrom. Soc. Japan. 1987. V. 35. P. 23–30. https://doi.org/10.5702/massspec.35.23
  36. The LipidWeb. Mass Spectrometry of Dimethyloxa- zoline and Pyrrolidine Derivatives. Cyclic Fatty Acids. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=ms/dmox/dmox-cyclic/index.htm
  37. The LipidWeb. Mass Spectrometry of Methyl Esters. Saturated Branched-Chain Fatty Acids. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=ms/methesters/me-0dbbr/index.htm
  38. The LipidWeb. Unesterified (Free) Fatty Acids. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=lipids/simple/ffa/index.htm
  39. Thiel V., Jenisch A., Wörheide G., Löwenberg A., Reitner J., Michaelis W. // Org. Geochem. 1999. V. 30. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/S0146-6380(98)00200-9
  40. The LipidWeb. Fatty Acids: Branched-Chain. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=lipids/fa-eic/fa-branc/index.htm
  41. The LipidWeb. Fatty Acids: Natural Cyclic. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=lipids/fa-eic/fa-cycl/index.htm
  42. Reiswig H.M. // Mar. Ecol. 1981. V. 2. P. 273–293. https://doi.org/10.1111/j.1439-0485.1981.tb00271.x
  43. Hedrick D.B., Peacock A.D., Long Ph., White D.C. // Lipids. 2008. V. 43. P. 843–851. https://doi.org/10.1007/s11745-008-3206-1
  44. Fejzagić A.V., Gebauer J., Huwa N., Classen T. // Molecules. 2019. V. 24. P. 4008. https://doi.org/10.3390/molecules24214008
  45. Bayer K., Scheuermayer M., Fieseler L., Hentschel U. // Mar. Biotechnol. 2013. V. 15. P. 63–72. https://doi.org/10.1007/s10126-012-9455-2
  46. Wang J., Pang X., Chen Ch., Gao Ch., Zhou X., Liu Y., Luo X. // Chin. J. Chem. 2022. V. 40. P. 1729–1750. https://doi.org/10.1002/cjoc.202200064
  47. Vetter W., Walther W. // J. Chromatogr. А. 1990. V. 513. P. 405–407. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)89466-8
  48. The LipidWeb. Mass Spectrometry of Methyl Esters. Derivatization of Double Bonds in Fatty Acids for Structural Analysis. https://www.lipidmaps.org/resources/lipidweb/index.php?page=ms/methesters/me-dbderivs/index.htm
  49. Santalova E.A., Svetashev V.I. // Nat. Prod. Commun. 2022. V. 17. P. 1–8. https://doi.org/10.1177/1934578X221131408

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. New fatty acids (LC) from the sponge Penares sp.

Download (774KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. (a) – Mass spectrometric fragmentation of isomeric ethyl esters (IIa) and (IIIa) (the peak of the molecular ion at m/z 468 [M]+ with 35Cl was low-intensity, the minor peak [M]+ with 37Cl was not recorded); (b) – mass spectrometric fragmentation of bis(methylthio)-derivative of ethyl ether (Ia) (513 [M – Cl]+); (c) – mass spectrometric fragmentation of pyrrolidide (Ib) (479/481 [M]+; to simplify the scheme, less numerous ions corresponding to the elimination of HCl from isotopic fragments at m/z 310/312–422/424) are not shown; (d) – key NMVS correlations for compounds (IIa) and (IIIa).

Download (818KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. (a) – Mass spectrometric fragmentation of pyrrolidide (Vb) (424/425/426/427 [M – 1]+/[M]+); (b) – mass spectrometric fragmentation of ethyl esters (XIa) and (XIIa).

Download (626KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Hypothetical ways of formation of chlorinated secondary metabolites (XIV) and (XVI) obtained from sponges of the genus Penares.

Download (248KB)
Indexing metadata
6. Additional materials
Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».