Investigating the Biosynthetic Pathway of Polyacetylenic Natural Products in Fistulina hepatica and Echinacea purpurea

Graduate School ETD Form 9 (Revised 12/07) PURDUE UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL Thesis/Dissertation Acceptance This is to certify that the thesis/dissertation prepared By Anthony S. Ransdell Entitled: Investigating the Biosynthetic Pathway of Polyacetylenic Natural Products in Fistulina hepatica and Echinacea purpurea For the degre e of Master of Science Is approved by the final examining committee: Robert E. Minto Chair Eric C. Long Lei Li To the best of my knowledge and as understood by the student in the Research Integrity and Copyright Disclaimer (Graduate School Form 20), this thesis/dissertation adheres to the provisions of Purdue University’s “Policy on Integrity in Research” and the use of copyrighted material. Approved by Major Professor(s): Robert E. Minto Approved by : Martin J. O’Donnell 10/31/2012 Head of the Graduate Program Date Graduate School Form 20 (Revised 9/10) PURDUE UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL Research Integrity and Copyright Disclaimer Title of Thesis/Dissertation: Investigating the Biosynthetic Pathway of Polyacetylenic Natural Products in Fistulina hepatica and Echinacea purpurea For the degree of Master of Science I certify that in the preparation of this thesis, I have observed the provisions of Purdue University Executive Memorandum No. C-22, September 6, 1991, Policy on Integrity in Research.* Further, I certify that this work is free of plagiarism and all materials appearing in this thesis/dissertation have been properly quoted and attributed. I certify that all copyrighted material incorporated into this thesis/dissertation is in compliance with the United States’ copyright law and that I have received written permission from the copyright owners for my use of their work, which is beyond the scope of the law. I agree to indemnify and save harmless Purdue University from any and all claims that may be asserted or that may arise from any copyright violation. Anthony S. Ransdell Printed Name and Signature of Candidate 10/31/2012 Date (month/day/year) *Located at http://www.purdue.edu/policies/pages/teach_res_outreach/c_22.html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`) (A6<CB6F8A)"@<9E@B)/E>=9A<7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)N]) .*(/&$3)LH) !"#$%&"'()*+,($"-()HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)N^) LHN) +@ARJE>9F=)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)N^) LHL) K@<6E8@B7)@F=)K6<5>=7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)LL) LHLHN) /E6O@E@<8>F)>D)'6F>;8A)4"()18:E@EC)D>E)!/0123/45)67851/95)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)LL) LHLHL) .B>F8FJ)@F=)%6I96FA8FJ)>D)/9<@<8G6)467@<9E@767)DE>;)!/0123/45)HHHHHHHHHHHHHHHHH)LL) LHLH[) $YOE6778>F)>D)?56M\NLa)@F=)?56NM`]L)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L[) LHLH\) '.bK%)(F@BC787)>D)-6@7<)18O8=7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L\) LHLH]) !7>B@<8>F)@F=)"K3)(F@BC787)>D)?@<<C)(A8=)"@<9E@B)/E>=9A<7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L]) LHLH]HN) /9E8D8A@<8>F)>D)"@<9E@B)/E>=9A<7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L]) LHLH]HL) %<E9A<9E@B)46<6E;8F@<8>F)>D)"@<9E@B)/E>=9A<7):C)"K3)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L]) LHLH_) +8>8FD>E;@<8A7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L_) LH[) 3679B<7) HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHH)L_) LH[HN) !7>B@<8>F)@F=).B>F8FJ)>D)!/0123/45)%6I96FA67)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L_) LH[HL) +8>8FD>E;@<8A7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L`) LH[H[) '.WK%)(F@BC787)>D)!/0123/45)&87796)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)La) LH[H\) $YOE6778>F)>D)/9<@<8G6)?(4L)*>;>B>J7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)L^) LH[H]) "@<9E@B)/E>=9A<)/9E8D8A@<8>F)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)\N) LH\) 487A9778>F)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)\`) LH]) .>FAB978>F)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)]] G) ) G) /@J6) .*(/&$3)[H) +-*"'(-+(),%.,%.+()HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)]`) [HN) +@ARJE>9F=)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)]`) [HL) K6<5>=7)@F=)K@<6E8@B7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)_N) [HLHN) !7>B@<8>F)@F=).B>F8FJ)>D)/><6F<8@B)(A6<CB6F@767)DE>;)) ) +96/45975)82:82:75)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)_N) [HLHL) *6<6E>B>J>97)$YOE6778>F)>D)+96/45975)82:82:75).>F7<E9A<7)8F)-6@7<)HHHHHHHHH)_L) [HLH[) '.bK%)>D)18O8=)46E8G@<8G67)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)_L) [HLH\) +8>8FD>E;@<8A7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)_[) [H[) 3679B<7) HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHH)_[) [H[HN) !7>B@<8>F)>D)/9<@<8G6)cNLW(A6<CB6F@767)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)_[) [H[HL) +8>8FD>E;@<8A7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)_\) [H[H[) .B>F8FJ)@F=)#59965:;<=970)$YOE6778>F)>D)$O@^]])@F=)$O@LN_N)HHHHHHHHHHHHHHHH)__) [H[H\) .B>F8FJ)@F=)>5::;?/5)$YOE6778>F)>D)$O@^]])@F=)$O@LN_N)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)__) [H[H]) ?66=8FJ)$YO6E8;6F<7)8F)>5::;?/5)3/8;3=1/95)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)`N) [H\) 487A9778>F)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)``) [H]) .>FAB978>F)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)aM) .*(/&$3)\H) K(&$3!(1%)("4)K$&*,4%)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)aL) \HN) K@<6E8@B7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)aL) \HL) K6<5>=7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)aL) \HLHN) !7>B@<8>F)>D)'6F6)&@EJ6<7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)aL) \HLHNHN) &><@B)3"()!7>B@<8>F)DE>;)&87796)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)aL) \HLHNHL) !7>B@<8>F)>D)K6776FJ6E)3"()DE>;)&><@B)3"()HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)a[) \HLHNH[) %CF<56787)>D)A4"()DE>;);3"()HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)a\) \HLHNH\) '6F6E@<8>F)>D)3(.$W36@=C)A4"(7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)a]) \HLHNH]) 3@O8=)(;OB8D8A@<8>F)>D)A4"()$F=7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)a]) \HLHNH_) $5@)/>BC;6E@76).5@8F)36@A<8>F)(;OB8D8A@<8>F)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)a`) \HLHNH`) />BC;6E@76).5@8F)36@A<8>F)(;OB8D8A@<8>F)>D)!/0123/45)67851/95)) '6F6)&@EJ6<7):C)#6F<)/>BC;6E@76)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHH)aa) \HLHNHa) '6B)/9E8D8A@<8>F)>D)/.3)/E>=9A<7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)aa) \HLHL) .B>F8FJ)@F=)&E@F7D>E;@<8>F)>D)+0967:/96/5)9;3/)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)a^) \HLHLHN) &>O>87>;6E@76WK6=8@<6=).B>F8FJ)@F=)&E@F7D>E;@<8>F)8F<>)) +0967:/96/5)9;3/)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)a^) \HLHLHL) %9:AB>F8FJ)8F<>)-6@7<)$YOE6778>F)#6A<>E7)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)^M) \HLHLH[) &E@F7D>E;@<8>F)>D)d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e?(K$7f)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)^[) \HLH\H[HL) ?@<<C)(A8=)/CEE>B8=8=67)e?(/C7f)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)^[) G8) ) G8) /@J6) \HLH\H[H[) ?@<<C)(A8=)48;6<5CB>Y@V>B8F67)e4K,df)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)^[) 3$?$3$".$%)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)^]) (//$"4!.$%) (OO6F=8Y)() !/0123/45)/E8;6E7P)%6I96FA67P)@F=)K@77)%O6A<E@)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)NM\) (OO6F=8Y)+) +96/45975)/E8;6E7P)%6I96FA67P)@F=)K@77)%O6A<E@)HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH)NN_) ) !""# # !""# $%&'#()#'*+$,&# ' /0#11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#2-30# ' /0#45#)-667#-8"9#:;<="/0#=<;#>?=09#-?9#4@5A BC8D4A8 EF>::/0G0?609#70-F6#0H:;0FF"<?# 8>/6>;0F#11111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 11111111111111111111111111111 #I4# ' /0#A5#)-667#-8"9#:;<="/0#<=#4@54 BC8D4A- E-?9#4@5A BC8D4A-D4J8 EF>::/0G0?609#70-F6## 0H:;0FF"<?#8>/6>;0F#11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#IJ# ' /0#I5#' >/-609#9"F6-?80F#=<;#F0/086#)*K,F#=;<G#;0!0;F09E:L-F0#'$M## :>;"="8-6"<?#11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#JA# ' /0#J5#' >/-609#:;<6<?#NKO#9-6-#=<;#9"-8067/0?"8#G06L7/#0F60;#G"H6>;0#1111111111111111111#JI# ' /0#P5#' >/-609#8<?!0;F"<?#;-6"<F#=<;#)L0QJ4A@#-?9#)L04QRPA#8<?F6;>86F#1111111111111111#JC# ' /0#S5#&"?3/0E?>8/0<6"90#:</7G<;:LF#=<>?9#"?#6L0#:>6-6"!0#B4AE-8067/0?-F0## 8<?F6;>86F#=<;!Echinacea!purpurea#11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#SJ# ' /0#R5#'<6-/#=-667#-8"9#8<G:<F"6"<?#=<;#=<>;E9-7#>?=09#0H:;0FF"<?F#11111111111111111111111111111#SC# ' /0#@5#' >/-609#9-6-#=<;#>?=09#-?9#8;0:0?7?"8#-8"9#F>::/0G0?609#6T<E9-7# Echinacea!-8067/0?-F0E0H:;0FF"?3#8>/6>;0F#1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#RS# ' /0#C5#&06>:#=<;#;0!0;F0#6;-?F8;":6"<?#;0-86"<?F#11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#@J# ' /0#4Q5#O*M,#-G:/"="8-6"<?#6 /0F#111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#@S# ' /0#445#U<'-V#:</7G0;-F0#G09"6-609#-G:/"="8-6"<?#<=#30?0#6-;306F#111111111111111111111111111#@R# ' /0#4A5#U0?0;-/#F06>:#=<;#'(2(#'W*#8/<?"?3#;0-86"<?F#1111111111111111111111111111111111111111111111111#@C# ' /0#4I5#&"60E9";08609#G>6-30?0F"F#;0-86"<?F#11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#C4# ' /0#4J5#$"F6#<=#-//#:;"G0;F#>F09#"?#Fistulina!hepatica!30?0#"F</-6"<?#111111111111111111111111111#4QJ# ' /0#4P5#*#8<G:;0L0?F"!0#/"F6#<=#:;"G0;F#>F09#=<;#6L0#"F</-6"<?#<=#Echinacea! !purpurea!30?0#6-;306F#111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111#44S# # # viii# # viii# LIST#OF#FIGURES# Figure# #Page# Figure#1:#Structure#of#fatty#acids# #3# Figure#2:#Shorthand#notation#for#fatty#acids# #4# Figure#3:#A#proposed#topological#model#for#a#FAD2#enzyme# #7# Figure#4:#Electron#transport#system#for#soluble#desaturases# #8# Figure#5:#Electron#transport#system#for#microsomal#desaturation# #9# Figure#6:#FAD2#and#FAD2#variant#chemical#modifications# #11# Figure#7:#The#proposed#electron#transport#system#and#mechanism#for## acetylenation# #13# Figure#8:#Biologically#active#acetylenic#natural#products# #16# Figure#9:#The#crepenynic#acid#pathway#as#originally#proposed#by#Bu’Lock# #17# Figure#10:#Examples#of#acetylenic#natural#products#isolated#from#fungal#species# #20# Figure#11:#Polyacetylenes#identified#in#Fistulina)hepatica#by#Jones# #21# Figure#12:#Schematic#for#gene#constructs# #27# Figure#13:#Local#sequence#alignment#of#the#conserved#His#boxes#for#putative#and# functionally#characterized#diverged#desaturases# #29# Figure#14:#GC/MS#total#ion#chromatogram#of#FAMEs#prepared#from## Fistulina)hepatica)mycelial#lipids# #29# Figure#15:#Demonstration#of#Δ12[desaturase#activity# #31# Figure#16:#Demonstration#of#Δ12[acetylenase#activity# #32# Figure#17:#Analysis#of#mass#spectra#for#crepenynoyl#pyrrolidides# #33# Figure#18:#Demonstration#of#diacetylenase#activity# #34# Figure#19:#Mass#spectral#identification#of#the#18:2 ∆9c,12a,14c #DMOX#derivative# prepared#from#a#crepenynate[fed#Fhe04128#expression#culture# #35# Figure#20:#Mass#spectrum#for#18:1 ∆9c,12a,14a #DMOX#derivative#synthesized#from#a# 18:1 ∆9c,12a [supplemented#Fhe04128#expression#culture# #36# Figure#21:!Demonstration#of#stereoselective#∆16[desaturase#activity# #38# Figure#22:#Mass#spectrum#of#methyl#dehydrodiacetylenes# #39# Figure#23:#Mass#spectra#of#18:2 ∆9c,12a,14a,16 #DMOX#derivatives# #40# Figure#24:#Reversed[phase#TLC#separtion#of#Fistulina)natural#products# #42# Figure#25:#Structural#determination#of#diacetylene#by#proton#NMR# #44# Figure#26:#Structural#determination#of#(16Z)#and#(16E)#isomers#of#18:2 ∆9c,12a,14a,16## by#proton#NMR# #45# Figure#27:#COSY#of#acetylenic#natural#product#mixture# #46 [...]...  2012 Investigating the   Biosynthetic  Pathways  to Polyacetylenic Natural Products in Fistulina hepatica and   Echinacea purpurea  Major  Professor:  Robert  E  Minto       Polyacetylenic   natural   products,   compounds   containing   multiple   carbon-­‐carbon   triple  bonds,  have  been  found in  a  large  collection of  organisms    Radiochemical  tracer   studies  have  indicated...  biosynthesis of  these  molecules   This  thesis  investigates the  dehydrogenation  pathways  involved in the  formation   of   polyacetylenes   found   in   the   fungus   Fistulina   hepatica   and   the   plant   Echinacea   purpurea     Heterologous   expression   in   yeast   of   gene   targets   isolated   from   both   F   hepatica and  E purpurea  have  led  to the  production of. ..  fungus and the   recent   identification   of   the   first   crepenynate-­‐producing   fungal   acetylenase   from   Cantharellus,  it  is  hypothesized  that the  crepenynic  acid pathway  is  active in  F hepatica     In   this   chapter,   we   investigate   the   involvement   of   the   crepenynic   acid   pathway   in   the   formation   of   alkyne-­‐containing   natural   products   in. .. the   inherent   instability   and   seeming   ease   of   in   vivo   degradation   of   acetylenes     Starting   in   the   1950’s   and   carrying   through   the   1990’s,   studies   into   the   synthesis,   isolation,   and   biogenesis   of   acetylenic   natural   products   were   pioneered   by   the  labs of  Sir  E.H.R  Jones,  F  Bohlmann, and  J  D  Bu’Lock  [33,  34]       The. ..  to the  above  literature  for  a   more  detailed  background of  these  interesting  properties    Nevertheless, the  biological   activities of  this  class of  compounds  indicate the  significance  for  research in the  area of   acetylenic natural products,  while  there  is  still  much  investigation  needed  to  elucidate   whether  a  general  mechanism  is  involved in the. ..  these natural products   This  thesis  describes  investigations of polyacetylenic natural  product  biosynthesis   in   Fistulina   hepatica   and   Echinacea   purpurea     Provided   that   many   acetylenic   metabolites   originate   from   fatty   acids   and   fatty   acid   precursors,   the   introduction   begins   with   a   brief   overview   of   fatty   acids     The   fatty   acid...  vast  majority of the  known  plant and  fungal  acetylenic products   This   investigation   provides   concrete   evidence   that   the   polyacetylenic   natural   products   found   in   the   fungus   Fistulina   hepatica   and   the   medicinal   plant   species   Echinacea   purpurea   are   biosynthesized   from   crepenynic   acid     Through   heterologous   expression in  Yarrowia  lipolytica,... 72   Figure  38:  Overlay of  two-­‐day  expressions of Echinacea purpurea     ∆12-­‐acetylenases in  Yarrowia     74   Figure  39:  GC-­‐MS  analysis of  FAMEs  isolated  from Echinacea purpurea  seeds     75   Figure  40:  Crepenynic  acid pathway  with  proposed  branch  points  for the     formation of polyacetylenic natural products in Echinacea     81   Figure... this   pathway   does   indeed   contribute   to   polyacetylenic   natural   product   synthesis   in   Fistulina     This   work   therefore   provides   the   first   evidence   of   enzymatic   participants  involved in the  formation of  intermediates  beyond  dehydrocrepenynate  en   route  to  polyacetylenes and  supports the  original  crepenynic  acid pathway  outlined  by   Bu’Lock  [40]...  However, the  same  fatty  acid  is  frequently  referred  to  by  its  common  name  oleic   acid  or  its  lipid  shorthand  notation  18:19   In the  shorthand  notation  x:y:Z  ,  1) the  number   of  carbon  atoms in the  acyl  chain  are  given  by  x;  2) the  number of  double  bonds  present   are  enumerated  by  y; and  3) the  position(s) of  modifications in the  acyl  chain  and . PURDUE UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL Thesis/ Dissertation Acceptance This is to certify that the thesis/ dissertation prepared By Anthony S. Ransdell Entitled: Investigating the. harmless Purdue University from any and all claims that may be asserted or that may arise from any copyright violation. Anthony S. Ransdell Printed Name and Signature of Candidate . all materials appearing in this thesis/ dissertation have been properly quoted and attributed. I certify that all copyrighted material incorporated into this thesis/ dissertation is in compliance