Organotin(IV) carboxylates are a class of compounds explored as alternatives to platinum-containing chemotherapeutics due to propitious in vitro and in vivo results, and distinct mechanisms of action. In this study, triphenyltin(IV) derivatives of non-steroidal anti-inflammatory drugs (indomethacin (HIND) and flurbiprofen (HFBP)) are synthesized and characterized, namely [Ph3Sn(IND)] and [Ph3Sn(FBP)]. The crystal structure of [Ph3Sn(IND)] reveals penta-coordination of the central tin atom with almost perfect trigonal bipyramidal geometry with phenyl groups in the equatorial positions and two axially located oxygen atoms belonging to two distinct carboxylato (IND) ligands leading to formation of a coordination polymer with bridging carboxylato ligands. Employing MTT and CV probes, the antiproliferative effects of both organotin(IV) complexes, indomethacin, and flurbiprofen were evaluated on different breast carcinoma cells (BT-474, MDA-MB-468, MCF-7 and HCC1937). [Ph3Sn(IND)] and [Ph3Sn(FBP)], unlike the inactive ligand precursors, were found extremely active towards all examined cell lines, demonstrating IC50 concentrations in the range of 0.076–0.200 µM. Flow cytometry was employed to examine the mode of action showing that neither apoptotic nor autophagic mechanisms were triggered within the first 48 h of treatment. However, both tin(IV) complexes inhibited cell proliferation potentially related to the dramatic reduction in NO production, resulting from downregulation of nitric oxide synthase (iNOS) enzyme expression.

In light of recent climate change, with its rising temperatures and precipitation changes, we are facing the need to increase the valuable crop’s tolerance against unfavorable environmental conditions. Emmer wheat is a cereal crop with high nutritional value. We investigated the possibility of improving the stress tolerance of emmer wheat by activating the synthesis of the stress hormone jasmonate by overexpressing two genes of the jasmonate biosynthetic pathway from Arabidopsis thaliana, ALLENE OXIDE SYNTHASE (AtAOS) and OXOPHYTODIENOATE REDUCTASE 3 (AtOPR3). Analyses of jasmonates in intact and mechanically wounded leaves of non-transgenic and transgenic plants showed that the overexpression of each of the two genes resulted in increased wounding-induced levels of jasmonic acid and jasmonate-isoleucine. Against all expectations, the overexpression of AtAOS, encoding a chloroplast-localized enzyme, does not lead to an increased level of the chloroplast-formed 12-oxo-phytodienoic acid (OPDA), suggesting an effective conversion of OPDA to downstream products in wounded emmer wheat leaves. Transgenic plants overexpressing AtAOS or AtOPR3 with increased jasmonate levels show a similar phenotype, manifested by shortening of the first and second leaves and elongation of the fourth leaf, as well as increased tolerance to osmotic stress induced by the presence of the polyethylene glycol (PEG) 6000.

The molecule (2S)-naringenin is a scaffold molecule with several nutraceutical properties. Currently, (2S)-naringenin is obtained through chemical synthesis and plant isolation. However, these methods have several drawbacks. Thus, heterologous biosynthesis has emerged as a viable alternative to its production. Recently, (2S)-naringenin production studies in Escherichia coli have used different tools to increase its yield up to 588 mg/L. In this study, we designed and assembled a bio-factory for (2S)-naringenin production. Firstly, we used several parametrized algorithms to identify the shortest pathway for producing (2S)-naringenin in E. coli, selecting the genes phenylalanine ammonia lipase (pal), 4-coumarate: CoA ligase (4cl), chalcone synthase (chs), and chalcone isomerase (chi) for the biosynthetic pathway. Then, we evaluated the effect of oxygen transfer on the production of (2S)-naringenin at flask (50 mL) and bench (4 L culture) scales. At the flask scale, the agitation rate varied between 50 rpm and 250 rpm. At the bench scale, the dissolved oxygen was kept constant at 5% DO (dissolved oxygen) and 40% DO, obtaining the highest (2S)-naringenin titer (3.11 ± 0.14 g/L). Using genome-scale modeling, gene expression analysis (RT-qPCR) of oxygen-sensitive genes was obtained.

Meroterpenoids are secondary metabolites formed due to mixed biosynthetic pathways which are produced in part from a terpenoid co-substrate. These mixed biosynthetically hybrid compounds are widely produced by bacteria, algae, plants, and animals. Notably amazing chemical diversity is generated among meroterpenoids via a combination of terpenoid scaffolds with polyketides, alkaloids, phenols, and amino acids. This review deals with the isolation, chemical diversity, and biological effects of 452 new meroterpenoids reported from natural sources from January 2016 to December 2020. Most of the meroterpenoids possess antimicrobial, cytotoxic, antioxidant, anti-inflammatory, antiviral, enzyme inhibitory, and immunosupressive effects.

Ozoroa insignis Del. is an ethnobotanical plant widely used in traditional medicine for various ailments, including schistosomiasis, tapeworm, and hookworm infections. From the so far not investigated fruits of Ozoroa insignis, the anthelmintic principles could be isolated through bioassay-guided isolation using Caenorhabditis elegans and identified by NMR spectroscopic analysis and mass spectrometric studies. Isolated 6-[8(Z)-pentadecenyl] anacardic (1), 6-[10(Z)-heptadecenyl] anacardic acid (2), and 3-[7(Z)-pentadecenyl] phenol (3) were evaluated against the 5 parasitic organisms Schistosoma mansoni (adult and newly transformed schistosomula), Strongyloides ratti, Heligmosomoides polygyrus, Necator americanus, and Ancylostoma ceylanicum, which mainly infect humans and other mammals. Compounds 1–3 showed good activity against Schistosoma mansoni, with compound 1 showing the best activity against newly transformed schistosomula with 50% activity at 1µM. The isolated compounds were also evaluated for their cytotoxic properties against PC-3 (human prostate adenocarcinoma) and HT-29 (human colorectal adenocarcinoma) cell lines, whereby compounds 2 and 3 showed antiproliferative activity in both cancer cell lines, while compound 1 exhibited antiproliferative activity only on PC-3 cells. With an IC50 value of 43.2 µM, compound 3 was found to be the most active of the 3 investigated compounds.

Ranunculus muricatus L. is a spiny fruit buttercup that is used in various traditional medicinal systems. In the current investigation of R. muricatus, the new chalcone 4-benzyloxylonchocarpin (1), the new anthraquinone muracatanes A (2), the new-to-nature anthraquinone muracatanes B (3), and the new naphthalene analog muracatanes C (4) were isolated, in addition to the three previously reported compounds, 4-methoxylonchocarpin (5), β-sitosterol (6), and β-sitosterol β-D-glucopyranoside (7). Their structures were elucidated using 1D (1H and 13C) and 2D (COSY, HSQC, and HMBC) NMR spectroscopy and HR-ESI-MS. Chalcone 1 showed potent acetylcholinesterase inhibitory effects with Ki of 5.39 µM and Ki′ of 3.54 µM, but none of the isolated compounds showed inhibitory activity towards butyrylcholinesterase. Anthraquinone 3 illustrated α-glucosidase inhibitory effects with IC50-values of 164.46 ± 83.04 µM. Compound 5 displayed moderate cytotoxic activity towards ovarian carcinoma (A2780, IC50 = 25.4 µM), colorectal adenocarcinoma (HT29, IC50 = 20.2 µM), breast cancer (MCF7, IC50 = 23.7 µM), and thyroid carcinoma (SW1736, IC50 = 26.2 µM) while it was inactive towards pharynx carcinoma (FaDu: IC50 > 30 µM).

Pflanzen müssen gegen vielfältige biotische und abiotische Umwelteinflusse eine Abwehr aufbauen. Aber gleichzeitig müssen sie wachsen und sich vermehren. Jasmonate sind neben anderen Hormonen ein zentrales Signal bei der Etablierung von Abwehrmechanismen, aber auch Signal von Entwicklungsprozessen wie Blüten‐ und Trichombildung, sowie der Hemmung von Wachstum. Biosynthese und essentielle Komponenten der Signaltransduktion von JA und seinem biologisch aktiven Konjugat JA‐Ile sind gut untersucht. Der Rezeptor ist ein Proteinkomplex, der “JA‐Ile‐Wahrnehmung” mit proteasomalem Abbau von Repressorproteinen verbindet. Dadurch können positiv agierende Transkriptionsfaktoren wirksam werden und vielfältige Genexpressionsänderungen auslösen. Dies betrifft die Bildung von Abwehrproteinen, Enzymen der JA‐Biosynthese und Sekundärstoffbildung, und Proteinen von Signalketten und Entwicklungsprozessen. Die Kenntnisse zur JA‐Ile‐Wirkung werden in Landwirtschaft und Biotechnologie genutzt.

Die Lebensgemeinschaft mit Mykorrhizapilzen stellt Pflanzen mineralische Nährstoffe und Wasser zur Verfügung und gilt daher als evolutionäre Grundlage für die Entwicklung der Landpflanzen. Die heute weit verbreitete arbuskuläre Mykorrhiza (AM) ist insbesondere unter widrigen Bedingungen (Nährstoffmangel, Trocken‐, Salz‐ oder Schwermetallstress sowie Pathogenbefall) für die Pflanze von Nutzen. Der pilzliche AM‐Partner, der obligat auf die Interaktion angewiesen ist, wird im Gegenzug mit Kohlenhydraten versorgt. Der Artikel beschreibt den aktuellen Stand der Forschung bezüglich der Etablierung und Regulation der AM durch die Pflanze. Es werden die frühen Erkennungssignale und die nachfolgende Wegbereitung der Pflanze für den eindringenden Pilz, die Kohlenhydratversorgung des AM‐Pilzes, wie auch die Limitierung der pilzlichen Infektionen mittels Autoregulation und die Rolle der Phytohormone für eine funktionelle und ausgeglichene Symbiose behandelt.

Apocarotinoide werden durch hochspezifische Spaltungsreaktionen oxidativer Enzyme an den Doppelbindungen von Carotinoiden maßgeschneidert. Es können neue Chromophore entstehen, die zusätzliche Nuancen des gelb‐roten Farbspektrums eröffnen. Farblose C13‐Apocarotinoide können potente Duft‐ und Aromastoffe sein. Viele Apocarotinoidfunktionen mit Hormoncharakter sind lange bekannt (Abszisinsäure in Pflanzen, Trisporsäure in Pilzen, Retinsäure in Säugern). Eine neue Klasse von Apocarotinoid‐Pflanzenhormonen, die die Sprossverzweigung der Pflanzen mitbestimmen, wurde kürzlich als Strigolactone identifiziert. In ihrer Biosynthese wie auch in der von mykorrhizainduzierten C13/C14‐Apocarotinoiden treten mehrstufige aufeinanderfolgende Carotinoidspaltungsreaktionen auf. Das Wissen über Synthesewege und Funktionen von Apocarotinoiden eröffnet neue Perspektiven für Anwendungen im Zierpflanzenbau, bei der Bekämpfung parasitischer Unkräuter und in der Beeinflussung von Blütendüften und Fruchtaromen.

Pflanzen und bestimmte Pilze haben im Laufe ihrer Entwicklungsgeschichte „gelernt”︁, in einer engen Assoziation im Boden, der Mykorrhiza, eine äußerst erfolgreiche Symbiose miteinander einzugehen. Arbuskuläre Mykorrhizapilze helfen Pflanzen sich auf nährstoffarmen Böden ausreichend mit Wasser, Nährsalzen und Spurenelementen zu versorgen und fördern entscheidend Diversität und Produktivität von Pflanzengesellschaften. Darüber hinaus zeigen mykorrhizierte Pflanzen eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Pathogenbefall. Im Gegenzug „bezahlt”︁ die Pflanze den Pilz für diesen Gewinn mit Kohlenhydraten in Form einfacher Zucker (Glucose, Fructose). Durch manche Erfolge in der Erforschung der Mykorrhiza auf Metaboliten‐ und Genebene beginnen wir allmählich zu erahnen, wie komplex die molekularen Interaktionen dieser Symbiose sind. Es ist zu erwarten, dass das steigende Interesse an der Mykorrhizaforschung zu neuen Einsichten in die Strategien von Pflanzen und Pilzen in der Entwicklung mutualistisch‐symbiontischer Assoziationen führen wird.