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ABSTRACT We have cloned and sequenced the dit gene cluster encoding enzymes of the catabolic pathway for abietane diterpenoid degradation by Pseudomonas abietaniphila BKME-9. Thedit gene cluster is located on a 16.7-kb DNA fragment containing 13 complete open reading frames (ORFs) and 1 partial ORF. The genes ditA1A2A3 encode the α and β subunits and the ferredoxin of the dioxygenase which hydroxylates 7-oxodehydroabietic acid to 7-oxo-11,12-dihydroxy-8,13-abietadien acid. The dioxygenase mutant strain BKME-941 (ditA1::Tn5) did not grow on nonaromatic abietanes, and transformed palustric and abietic acids to 7-oxodehydroabietic acid in cell suspension assays. Thus, nonaromatic abietanes are aromatized prior to further degradation. Catechol 2,3-dioxygenase activity of xylEtranscriptional fusion strains showed induction of ditA1and ditA3 by abietic, dehydroabietic, and 7-oxodehydroabietic acids, which support the growth of strain BKME-9, as well as by isopimaric and 12,14-dichlorodehydroabietic acids, which are diterpenoids that do not support the growth of strain BKME-9. In addition to the aromatic-ring-hydroxylating dioxygenase genes, thedit cluster includes ditC, encoding an extradiol ring cleavage dioxygenase, and ditR, encoding an IclR-type transcriptional regulator. Although ditR is not strictly required for the growth of strain BKME-9 on abietanes, aditR::Kmr mutation in aditA3::xylE reporter strain demonstrated that it encodes an inducer-dependent transcriptional activator of ditA3. An ORF with sequence similarity to genes encoding permeases (ditE) is linked with genes involved in abietane degradation.

The genus Lepechinia (Lamiaceae) involves several aromatic shrubs that are distributed only in the American continent, inhabiting mountain areas, mainly in the Andean region of South America. Based on the PRISMA approach, we selected and critically analyzed 48 research articles. From a phytochemical point of view, most of the secondary metabolites reported in Lepechinia spp. are terpenes and terpenoids, with a few exceptions comprising flavonoids and other shikimic acid derivatives. On the one hand, sesquiterpenoids of the guajane, aromadendrane, eudesmane, and cadinane groups are characteristic of essential oils, together with (E)-β-caryophyllene as the main representative of its chemical family. On the other hand, abietane diterpenoids are the prevalent compounds described in non-volatile fractions. Many biological activities and traditional medical uses have been reported for both pure metabolites and complex mixtures (e.g., essential oils). Regarding ethno-medical uses, the treatment of muscle pain, headache, toothache, diabetes mellitus, uterine tumors, uterine infections, and diarrhea has been reported. Concerning their verified biological activities, insecticidal, antifungal, antioxidant, and anticholinesterase properties have been described. Furthermore, some data concerning anti-herpetic activity have been reported.

Les abiétanes diterpénoïdes aromatiques sont une famille de composés naturels qui sont suspectés d'avoir de nombreuses vertus thérapeutiques. C'est pourquoi, les chimistes organiciens ont cherché à développer différentes stratégies pour atteindre leurs squelettes. L'une d'entre elles implique la polycyclisation de polyènes par oxydation de β-céto-ester avec du manganèse triacétate en quantité surstoechiométrique dans l'acide acétique. Or, ces dernières années, l'électrosynthèse est apparue comme un outil puissant permettant le développement d'oxydation en utilisant des quantités catalytiques de réactifs. C'est ainsi que de nombreuses équipes ont décrit des méthodologies permettant l'oxydation anodique de composés 1,3-dicarbonylés. Nous avons donc envisagé de développer une version électrochimique de ces polycyclisations de Snider. Dans un premier temps, l'oxydation anodique de malonates en utilisant le ferrocène comme médiateur redox a permis la synthèse diastéréosélective de composés tricycliques ayant un squelette trans-décaline mais également de lactones bicycliques comme produits secondaires. Jusqu'à aujourd'hui ce type de structures polycycliques restaient inaccessibles par oxydation au manganèse triacétate. Notre méthodologie a été étendue aux groupements électro-attracteurs cyanoester, dinitrile et β-céto-esters mais également à une variété de cœurs aromatiques. Les cyclisations avec des hétéroaryles comme terminaison ont également été explorées. Ensuite des lactonisations intermoléculaires ont été effectuées, en effet il a été observé que le radical-malonate peut réagir avec des dérivés de styrène, puis cyclise par la suite, ce qui permet de former une variété de γ-lactones. Dans un second temps, il a été essayé de développer une version énantiosélective de la polycyclisation des abiétanes diterpénoïdes aromatiques. Tout d'abord en utilisant des 2-acétyles-imidazoles et 2-acétyles-thiazoles comme groupement initiateur de la cyclisation. En effet, en présence d'un catalyseur chiral, il est possible de réduire le potentiel redox de ces énols. Une fois le radical formé, une addition énantiosélective sur une double liaison pourrait avoir lieu. Cependant dans notre cas, seule la synthèse d'un produit non-désiré a été observée au lieu de la structure tricyclique. In fine, l'utilisation de la fonction β-céto-ester comme groupement électro-attracteur en présence d'une diamine a été essayée. L'objectif était de développer une version électrochimique de la catalyse SOMO développée par MacMillan, une fois que l'énamine correspondante est formée. Les recherches continuent aujourd'hui concernant ce type d'activation
Aromatic abietane diterpenoids are a family of natural compounds that are suspected to have numerous therapeutic effects. That is why organic chemist developed a lot of different strategies to reach their cores. One of them involve the polycyclizaton of polyenes initiated by the oxidation of β-keto-ester by manganese triacetate in substoichiometric amount in acetic acid. On the other hand, electrochemistry emerged as a powerful sustainable synthetic tool in organic chemistry, which avoids the use of external stoichiometric oxidant. Lately, number of research teams described methods for the anodic oxidation of 1,3-dicarbonyls. Therefore, we investigated the development of an electrochemical version of these Snider-type polycyclizations. In the first part of the thesis, conditions involving ferrocene-mediated oxidation of malonate were developed, which enable the diastereoselective formation of tricyclic structures with a trans-decalin core alongside bicyclic lactone by-products. Until nowadays these kinds of polycyclic structures remained inaccessible by manganese triacetate oxidation. This methodology was extended to cyanoester, dinitrile and β-keto-ester electron withdrawing groups alongside different aromatic cores. Cyclization with heteroaryle terminaison was also explored. Then intermolecular lactonizations were performed, indeed it was observed that malonate-radical could react with by styrene derivatives, followed by cyclization, which allow the formation of the desired γ-lactones. In the second part of the thesis, development of an enantioselective polycyclization of the aromatic abietane diterpenoids was attempted. First, by using 2-acetyl-imidiazole and 2-acetyl-thiazole as initiator of the cyclization. Indeed, in presence of the adequate chiral catalyst it is possible to reduce the redox potential of these enols. Then enantioselective addition on a double bond could occur. However, production of an undesired product was observed in our case instead of the polycyclic compound. In fine, use of β-keto-ester electron-withdrawing group in presence of diamine was attempted. The objective was to develop an enantioselective version of the SOMO catalysis described by MacMillan on the formed enamine. This activation mode is still studied