Psoralen ist ein sekundärer Pflanzenstoff aus der Gruppe der Furocumarine. Psoralen ist die Stammverbindung der Furocumarine vom Psoralen-Typ. Diese weisen eine lineare Anordnung der drei Ringe im kondensierten, heterocyclischen Ringsystem auf und werden daher auch als lineare Furocumarine bzw. lineare Furanocumarine bezeichnet.

Struktur

Die Struktur des Psoralens leitet sich vom Cumarin ab, indem der Benzolring des Cumarins über die Ringatome C6 und C7 mit einem Furanring kondensiert ist. Das Sauerstoffatom des Furanrings ist wie beim isomeren Angelicin über C7 gebunden, was auf die Biosynthese beider Verbindungen ausgehend von Umbelliferon (7-Hydroxycumarin) zurückgeht.

Psoralen wurde erstmals 1933 neben dem isomeren Angelicin aus den Samen von Psoralea corylifolia, einer Pflanzenart aus der Familie der Hülsenfrüchtler isoliert. Die Struktur des Psoralens wurde 1936 anhand der synthetisch hergestellten Verbindung aufgeklärt und die Identität der synthetisierten Verbindung mit dem aus Psoralea corylifolia isolierten Material belegt.

In den natürlich vorkommenden Derivaten des Psoralens sind meist die Wasserstoffatome an den Ringkohlenstoffatomen 5 und/oder 8 des zentralen Benzolrings durch Hydroxy- oder Alk(en)yloxy-Gruppen substituiert. Bei Alkenyloxygruppen (z. B. bei Bergamottin) kommt es auch zur Epoxydierung und entsprechenden Folgeprodukten (z. B. Epoxybergamottin, 6′,7′-Dihydroxybergamottin). Natürlich vorkommende Derivate des Psoralens mit Substitution an den Ringkohlenstoffatomen 5 und/oder 8 sind u. a.:

• Bergaptol (5-Hydroxypsoralen), Bergapten (5-Methoxypsoralen), Bergamottin, Epoxybergamottin, 6′,7′-Dihydroxybergamottin
• Xanthotoxin (8-Methoxypsoralen), Imperatorin (8-Isopentenyloxypsoralen)
• Isopimpinellin (5,8-Dimethoxypsoralen)

(vgl. auch die Übersicht im Artikel zu den Furocumarinen)

Biosynthese

Die Biosynthese erfolgt ausgehend von Umbelliferon (7-Hydroxycumarin) durch Isoprenylierung an C6 unter Bildung von Demethylsuberosin. Anschließend erfolgt Ringschluss zu (+)-Marmesin und danach syn-Eliminierung von Aceton und Wasserstoff unter Bildung der C–C-Doppelbindung des Furanrings. Die Bildung des isomeren Angelicins erfolgt ebenfalls ausgehend von Umbelliferon durch Isoprenylierung von C8 statt C6 und analoge Folgeschritte wie bei der Biosynthese von Psoralen.

Vorkommen

Psoralen und Derivate des Psoralens kommen hauptsächlich in den folgenden vier Pflanzenfamilien vor:

• Rautengewächse: Weinraute, Grapefruit, Zitrone, Limette, Orange
• Doldenblütler: Arznei-Engelwurz, Riesen-Bärenklau, Karotte, Pastinake, Echter Sellerie, Petersilie, Dill, Echter Koriander, Kreuzkümmel
• Hülsenfrüchtler: Psoralea corylifolia, Gewöhnlicher Asphaltklee
• Maulbeergewächse: Echte Feige

Verwendung

Psoralene dienen höheren Pflanzen als Abwehrstoffe gegen Insektenfraß und Pilzbefall. In der Chemie dient es zur Untersuchung der Struktur und Funktion von Nukleinsäuren. Einige Studien mit diesem Wirkstoff haben einen besseren Verlauf bei Multipler Sklerose gezeigt. Psoralen hemmt den Kaliumtransport und kann Nervenfasern, wenn sie nicht ganz unterbrochen sind, wieder leitfähig machen. Die erforderliche Dosis liegt bei etwa 20 mg pro Tag. Psoralene werden bei Verfahren zur Pathogeninaktivierung von Thrombozytenkonzentraten aus Apherese bzw. gepoolten Buffy coats von Vollblutspenden verwendet.

Gefahren

Psoralen ist die Grundsubstanz der linearen Furanocumarine, zu denen auch Bergapten und Xanthotoxin gehören. Wie diese besitzt Psoralen photosensibilisierende Eigenschaften, das heißt, es sensibilisiert die Haut für Sonnenlicht und UV-Strahlung. Durch die Substanz werden bei Lichteinwirkung starke Entzündungen und Sonnenbrand hervorgerufen.

Medizinischer Einsatz

Aus oben genannten Gründen kann Psoralen gemeinsam mit langwelligem UV-Licht („Psoralen plus UVA“, abgekürzt PUVA) als eine Form der photoaktivierten Chemotherapie zur Behandlung der Psoriasis, Vitiligo, Mastozytose, des Lichen ruber planus und anderen Erkrankungen verwendet werden.

Einzelnachweise

1. 1 2 Eintrag zu Psoralen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 20. Juni 2014.
2. ↑ Datenblatt Psoralen (PDF) bei Carl Roth, abgerufen am 14. Dezember 2010.
3. 1 2 Datenblatt Psoralen bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 22. Oktober 2016 (PDF).
4. ↑ Jois, H. S., Manjunath, B. L.: Über die Identität von Iso‐psoralen, einem Bestandteil der Samen von Psoralea Corylifolia L., mit Angelicin aus den Wurzeln von Angelica Archangelica L. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A und B Serie), 1936, 69(5), S. 964–967
5. ↑ Späth, E., Manjunath, B. L., Pailer, M., Jois, H. S.: Synthese und Konstitution des Psoralens Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A und B Serie), 1936, 69(5), S. 1087–1090
6. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Epoxybergamottin: CAS-Nummer: 206978-14-5, EG-Nummer: 801-696-6, ECHA-InfoCard: 100.228.448, PubChem: 9946625, ChemSpider: 8122237, Wikidata: Q3730718.
7. ↑ Peter Nuhn: Naturstoffchemie, S. Hirzel Verlag Stuttgart - Leipzig, 1997, 3. Auflage, S. 596–597, ISBN 3-7776-0613-8
8. 1 2 Melough, M. M., Cho, E., Chun, O. K.: Furocoumarins: A review of biochemical activities, dietary sources and intake, and potential health risks, Food and chemical toxicology, 2018, 113, S. 99–107
9. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Imperatorin: CAS-Nummer: 482-44-0, EG-Nummer: 207-581-1, ECHA-InfoCard: 100.006.893, PubChem: 10212, ChemSpider: 9797, Wikidata: Q1649534.
10. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Isopimpinellin: CAS-Nummer: 482-27-9, EG-Nummer: 639-076-0, ECHA-InfoCard: 100.166.737, PubChem: 68079, ChemSpider: 61391, Wikidata: Q6086206.
11. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Demethylsuberosin: CAS-Nummer: 21422-04-8, PubChem: 5316525, ChemSpider: 4475565, Wikidata: Q27137383.
12. ↑ Bourgaud, F., Hehn, A., Larbat, R., Doerper, S., Gontier, E., Kellner, S., Matern, U.: Biosynthesis of coumarins in plants: a major pathway still to be unravelled for cytochrome P450 enzymes, Phytochemistry Reviews, 2006, 5, S. 293–308; doi:10.1007/s11101-006-9040-2
13. ↑ Pira, E., Romano, C., Sulotto, F., Pavan, I., Monaco, E.: Heracleum mantegazzianum growth phases and furocoumarin content, Contact Dermatitis, 1989, 21(5), S. 300–303
14. ↑ Adam, Olaf: Ernährungsrichtlinien bei Multipler Sklerose. Dt.Medizin Verlag dmv, Münster 2007, Seite 28.
15. ↑ Egon Fahr: Psoralene: Photobiologische und dermatologische Wirkungen. In: Pharmazeutische Zeitung. Band 127, Nr. 3, 1982, S. 163–170.

Literatur

• Andreas Herde: Untersuchung der Cumarinmuster in Früchten ausgewählter Apiaceae. Dissertation Universität Hamburg, 2005 (Volltext pdf 2,3 MB)
• Jeannette Aryee-Boi: Dusch-PUVA : Ein innovatives Verfahren der lokalen PUVA-Therapie Klinische und pharmakokinetische Ergebnisse bei Psoriasis vulgaris. Dissertation FU Berlin, 2002 (Digitale Dissertation)