Post on 05-Apr-2015
Kohlenhydrat
Aldotriose, Ketotetrose
Aldotetrose, Ketopentose
Aldopentose, Ketohexose
Aldohexose, Ketoheptose
Zahl der stereogenen C*
Anzahl der Stereoisomeren
1
2
3
4
2
4
8
16
Aldosen, Ketosen und ihre stereogenen Zentren
Intramolekulare Halbacetalbildungbei Kohlenhydraten
ROH
OHH
R
H O
RO R'H
O R''
RO R'
OH
H
C H2
O OH
HO
HO OH
C H2
OH
HO
HO OH
HC
O
OHOH2C
OH OH
OHCH2OH
OH OH
OH OC
H
H
Pyranose
Furanose
–HOH + HO-R' + HOR''
(–H2O)
Projektionsarten für D-Glucose
O OH
HOOH
OH
O
HOOH
OH
HC
-Pyranose
OHHO H
OHHOHH
CH2OH
HOH
OHHO H
OHHH
CH2OH
HOHH
O
CH2OH
O
H
CH2OH
O
OHHOOH
OH-Pyranose
CH2OH
offenkettig Halbacetalformnach TOLLENS
O
OHOH
CH2OH
HOHO
O
OH
CH2OH
HOHO
OH
Halbacetalform als Sessel
Halbacetalform nachHAWORTH
Anomerer Effekt – MO-Theorie
O
O
H
nO
CH3*C-O
nO
*C-O
endo
exo
E
nO
*C-O
C-O
CH2OH
CHO
OHCHCHO
CH2OH
CHO
CH2OH
CH2OH
CHO
CH2OH
CHO
CH2OH
CHO
CHO
CH2OH
CHO
CH2OH
CHO
CH2OH
D-Erythrose
D-Arabinose
D-GlucoseD-Mannose
D-Ribose
D-AlloseD-Altrose
D-Glycerinaldehyd D-Threose
CH2OH
CHO
CHO
CH2OH
CH2OH
CHO
CH2OH
CHO
D-Talose D-Galaktose
D-Lyxose
D-Xylose
CHO
CH2OH
CHO
CH2OHD-Idose D-Gulose
„Stammbaum“ der D-Aldohexosen
HO
OHOHO
OH
OH
OHOHO
HO
OHOH
OHO
HO
HOOH
OH
OHOHO
HOOH
OH
OHOHO
NHAc
OH
OHO
HO
HONHAc
OH
OH
OHOHO
OH
COOH
OH
OOH
HOHO
H3C
OH
O
HO
AcHN OH
COOHHOOH
glucose (Glc) galactose (Gal)mannose (Man) xylose (Xyl)
N-acetylglucosamine N-acetylgalactosamine fucose (Fuc)
glucuronic acid (GlcA)
N-acetylneuramicic acid/
(GlcNAc) (GalNAc) sialic acid(Sia)
OHOHO
OHCOOH
OH
iduronic acid (IdoA)
Monosaccharide der Säugetiere
OHOHO
OH
COOH
OH
OHO
HO COOH
OH
HO
HO
HO
O
HO
HO OH
COOHHOOH
KDNDAH KDO
O
OHHO
HOH3C
OH
L-Rhamnose (Rha)
O
NH2HO
H3C
OH
Daunosamine
OHOHO
H3C
OH
Olivose
OHO
OHOH
OH
D-Arabinose (Ara)
O
HO
HO
CH3
OHOH
D-Fucose
O
HO
HO
CO2H
OHOH
D-Galacturonic Acid
Beispiele bakterieller Monosaccharide
Weitere Beispiele bakterieller Monosaccharide
OHO
HO COOH
OH
HO
HO
Kdo
(Escherichia coli)
OHOAcHN
HO2C
OH
NHAc
2,3-diacetamido-2,3-dideoxy-D-mannuronic acid
(Pseudomonas aeruginosa)
O
NH2HO
H3C
OHCH3
vancosamine
(Amycolatopsis orientalis)
ONHHO
H3C
MeO
O
HO
OH
anthrose
(Bacillus anthracis)
O
HO
H3C
OH
L-rhodinose
(Streptomyces cyanogenus)
(Salmonella enteritidis)
OHOHO
OH
OH
HO
HO
L-glycero-D-mannoheptose
O OH
OH
HO
OHHO
D-galactofuranose
(Mycobacterium tuberculosis)
CHOOHH
OHCH2OH
HHO
OH
CH2OHOHH
OHCH2OH
HHO
OHH
COOHOHH
OHCH2OH
HHO
OHHH
COOHOHH
OHCOOH
HHO
OHHH
CHOOHH
OHCOOH
HHO
OHHH
Oxidation
z. B. Tollens Reagenz, Fehling'sche Lösung
Reduktion
H2/Ni
GlucoseSorbit
Zuckeralkohol"Süßstoff"
Gluconsäure
Glucoronsäure Zuckersäure(Glucarsäure)
Oxidation in der Leber
HHH
Oxidations- und Reduktionsreaktionen der Zucker
Oxidations- und Reduktionsreaktionen der Zucker
Osazon-Bildung
CH2OHOHOH
HOOH
D-Glucose
H
HHH O
CH2OHOHOH
HOOH
H
H
H N H
HH
N H
CH2OHOHOH
HOO
H
H
H NH
H
CH2OHOHOH
HOH
H
HHO
H O
H
CH2OHOHOH
HO
H
H
H N H
H
N H
HO
CH2OHOHOH
HOO
H
H
H NH
H
CH2OHOHOH
HON
H
H
H N
H
NHNH
CH2OHOHOH
HOO
H
H
CH2OH
H
CH2OHOHOH
HO
H
H
CHOH
H
CH2OHOHOH
HONH
H
H
CHO
H
N N
Enol des Phenylhydrazons
PhNHNH 2
–PhNH 2
PhNHNH 2
PhNHNH 2
–PhNH 2
–PhNH 2
2 PhNHNH 2
–NH3
–H2O
Osazon
2 PhNHNH 2
–NH3
–H2O
–NH3
–H2O
2 PhNHNH 2
Enol des Phenylhydrazons
Enol des PhenylhydrazonsD-Fructose
D-Mannose
N
NN
N
NH2
O
O
POO
O
O
XN
NH2
ONO
O X
Replication
X = H (DNA)
TranscriptionX = OH (RNA)
Translation
HN
NH
Nucleic Acids
HN
O
OH
S
O
O
NH
O
Proteins
O
O
HOOH
OH
OOHO
OH
OH
O
HO
OHO
OH
Oligosaccharides / Glycoconjugates
Glycosyltransferases
Genomics
Proteomics
Glycomics
Wie kommt es biochemisch zu Oligosacchariden?
Disaccharide
O
OH
OHHO
O
OHHO
HO
OO
OHOH
HO
OH
HO
O
OH
OHHO
OO
HOHO
OH
HO
OH
OH
O
OHHO
O
OH
HO HO
HO
OH
OO
OHOH
OH
O
-Maltose -MaltoseREDUZIEREND
-LactoseREDUZIEREND
SaccharoseNICHT REDUZIEREND
(durch enzymatische Hydrolyse von Stärke)
HO
OH
O
OHO
HOHO
OH
OOH
OH
OH
OH
HO
OHO
HO
OH
OOH
OH
Cl
Cl
H
Cl
6 Stufen
Saccharose
(auch Sucrose)
Sucralose
600 süsser als Saccharose
Sucralose (Handelsname: Splenda®)
Natürliche Glycoside
HOO
HOHO
OH
HOO
OHHO
O
CN
O
O+
OMe
OH
O
OH
OH
OH
HO
OHO
O
HOHO
OH
O O
O
HO
O
OH
NMe2
OO
OHO
O OMe
OH
GlycosidHydrolyse
Glycon + Aglycon
Amygdalin(R)--[6-O--D-Glucopyranosyl--D-glucopyranosyl)oxy]-phenylacetonitril
Päonin (dunkelrote Pfingstrose) Erythromycin (Makrolid-Antibiotikum)
Zuckerphosphate
HOO
HOHO
OH
O O O
OO
P
O–
P
O–
O
NH
N O
O
OHHO
HO
O
OHHO
OHEnzymgruppe
O
OHHO
OH
O O
OHHO
OH
O
HO
+
n
O
OHHO
OH
O O
OHHO
OH
O
n
OO
OH
HO
OH
HO
Glykogen-Synthase
Uridinphosphatglucose
Glykogen
Aufbau von Glykogen
Natürlich vorkommende Polysaccharide
O
HOHO
OH
O O
HO
OH
O
OO
HO
OH
O
OH
HO
OH
O
O
OOH
HO
OH
O
O O
HO
O
O
OHO
OH
HO
O
HO
OH
OHO
O
Cellulose (-glykosidische 1,4-Verknüpfung)
Amylose (-glykosidische 1,4-Verknüpfung)
Amylopektin
Verzweigungspunkt
OHHO
OH
O
OH
O O
OH
OH
OHO
O
(-glykosidische 1,4- und 1,6-Verknüpfung)
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
CH2OHO
OHOO
O
OH
NHCOMe
CH2OH
O
NHCOMe
CH2OHO
OHOO
O
HOOH
NHCOMe
CH2OHOH
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
CH2OHO
OHO
O
OH
O
CH2OH
O
O
CH2
O
OHOO
O
OH
OH
CH2OH
O
COMe
O COMeCOMe
O
OH
O
CH2OH
O
OH
CH2
O
OHOO
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
CH2
O
OHO
SNaS
OSNa
SO
SNa
S
RO SNa
SH2SO4+ R OH + CS2 + NaHSO4
N-Acetylglucosamin Chitin
Cellulose
partiell acetylierte Cellulose
Cellulosexanthogenat
O
OH
NHCOMe
CH2OH
O
Technische Produkte auf Cellulose-Basis
Cellulose
HNO3
NaOH/CS2
[Cu(NH3)4](OH)2
(H3C-CO)2O/H2SO4
CH3Cl, C2H5Cl/NaOH
Cl-CH2-COO–Na+/NaOH
H2SO4 oder HCl
Cellulosenitrat: Schießbaumwolle, Cellulid, Collophonium
Cellulosexanthogenat Viskose-Reyon, -Seide, Cellophan
LösungH2SO4
Kupfer-Reyon (Glanzstoff)
Carboxymethylcellulose: Verfestiger, Chromatographiematerial
D-Glucose: Ethanol-Produktion, Tierfütterung
Methyl- und Ethyl-Cellulose: Emulgatoren, wasserfestes Papier
Cellulose-Acetat: Acetatseide, Filme, Plastikmaterial
Papierindustrie, Zellwolle
Verschiedene Verknüpfungsarten bei Polysacchariden
lineares Polysaccharid
verzweigtes Polysaccharid
cyclisches Polysaccharid
Helicale Form der Amylose
Modellstrukturdes Lignins
( ein Phenolkörper –gibt Holz Festigkeit!)
(Cellulose gibtHolz Elastizität!)
Aufbau einer Zellmembran (schematisch)
Aufbau eines Glycolipids und Beispiele
O(HO)
OO
n
OO O
HN
O
OH
oligosaccharide part ceramide
fatty acid
sphingosin
O
O
HOOH
OH
OOHO
OHOCeramide
OH
O
HO
OHO
OH
O
HO
HO
OH
OH
O
HO
AcHN
OH
O
O
OH
OOH
OH
OOHO
OHOCeramide
OH
HO
O
HO
AcHN
HOOCHOOH
GM3
Gb-5
Grundstruktur (rot) N-glycosidisch gebundener Glycoproteine
O
HOAcHN
OH
OOHO
AcHN
OH
HN
O
HN
O
OO
OO
OH
OHO
HO
O
HO
OOH
HO
HO
O
HO
OHO
OH
OH
OOHO
AcHN
OHHO
OHO
OH
OH
OOHO
AcHN
OHHO
O
HO
OOH
OH
OOHO
OHOR
OH
OHO
AcHN
OH
OO
OH
O
O
OH
OOH
OHHO
H3C
O
HO
AcHN
OH
HO
O
HO
OOH
OH
OOHO
OHOR
OH
OHO
AcHN
OH
OO
OH
O
O
OH
OOH
OHHO
H3C
O
HO
HO
OH
HO
GalNAc
Gal
A
B
O
HO
OOH
OH
OOHO
OHOR
OH
OHO
AcHN
OH
OO
OH
HO
O
OH
OOH
OHHO
H3C
H
Blutgruppenantigene im AB0(H)-System
Glycosaminoglucane, Bsp.: Heparin
O
HOOSO3
CO2H
O OHO
O3SHN
OSO3
O
O
HOOSO3
CO2H
O OHO
O3SHN
OSO3
O
O
HOOH
CO2H
OO
Heparin D-GlcA/L-IdoA-(1 4)D-GlcNAc-(1 4)n
Hochsulfatiertes Polysaccharid aus Glucuronsäure/Iduronsäure und Glucosamin,
wird als Blutverdünnungsmittel eingesetzt
Impfungen mit Kohlenhydrat-Antigenen
Carbohydrate Antigen
Carrier /Immunostimulans
Synthetic Vaccine
Immunization
Activation of B-Cells and/ or T-Cells
Target Cell
B-Cell /T-Cell
Target CellElimination
CarbohydrateAntigen