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Pharmazeutische/Medizinische Chemie 3 Sommersemester 2020
Teil Vitamine / 3
Dr. Oliver Thorn-Seshold
Folien: Prof. Dr. K.T. WannerDie Unterlagen dürfen nicht
vervielfältigt werden. Alle Rechte, auch die des auszugsweisen
Nachdrucks, vorbehalten.
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Erinnerung: Grobes Bild
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Vitamine
Intestinale Resorption
Transport im Blut
Aufnahme in Zellen
Umwandlung zum Coenzym
Assoziation mit Apoenzymliefert Holoenzym
Antioxidanzien Vorstufe für Hormone
Essen (Δ)? Pillen?
chemischeReaktivität
+ Substrat-selektivität
= biologischeRolle
katalytische Aktivität auf Makronährstoffe
Wie gut behalten?und in welche Forme?Vitaminosis?________ - kein
Problem
________ - !Achtung!
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Vitamine Teil 3
• Einleitung
• 1. Wasserlösliche Vitamine• 1.1 Vitamin B - Gruppe
• 1.1.1 Thiamin: B1• 1.1.2 Riboflavin: B2• 1.1.3 Niacin-Gruppe:
B3• 1.1.4 Pyridoxin: B6• 1.1.5 Biotin: B7• 1.1.6 Folsäure-Gruppe:
B9• 1.1.7 Pantothenat: B5• 1.1.8 Cobalamin: B12• 1.1.9
Pyrrolochinolinchinon: PQQ
• 1.2 Vitamin C
• 2. Fettlösliche Vitamine• 2.1 Retinole: Vitamin A• 2.2
Calciferole: Vitamin D• 2.3 Tocole: Vitamin E• 2.4 Naphthochinone:
Vitamin K
• 3. Stoffe mit Wirkung auf dieBlutgerinnung (fällt raus,
2020)
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Ascorbate: Vitamin C (kein Coenzym! Cofactor u.a.)
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Name Ph.Eur.: Ascorbinsäure
(C6H8O6)(5R)-5-[(1S)-1,2-Dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxyfuran-2(5H)-on
Vorkommen Obst, Gemüse60 MJvC: Verlust der L-Gluconolactone
oxidase (nicht bei Ziege)
Mangelerkrank. Skorbut: abnorme Müdigkeit, Muskelschwäche,
Zahnausfall (Gewebe…); >10 mg kur. (1747!)
Tagesbedarf 40 - 60 mg
Biosynthese bei Tieren u.a. aus D-Glucose
1 g 75% Resorption5 g 20% Resorption
Geschichte 1926-1932 Szent-Györgyi: Isolierung von Paprika (NP
Med 1937)1933 Haworth: Struktur, Synthese (NP Chem 1937, mit Karrer
(A, B2, C, E))Lügen ab 1960er: anti-(Krebs, Erkältung, HKL,
Demenz)
„Vitaminosis“?
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Chem. Eigenschaften
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Redoxpotential 1. Stufe U° = +0,166 V
Chem. Ox-mittel: - CuSO4 + Tartrat- Ag+ + NH3- I2
1- oder 2-ElektronReduktionsmittel
Semidehydro-ascorbinsäure
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Ascorbinsäure?
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pKa1 = 4.1pKa2 = 11.6
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Biochem. Rollen, 1
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A) Biologische Oxidationen: 2e- - Redukton für Fe4+, [Cu2+]2 (8
Enzymen)
- Hydroxylierung von Prolin → Hydroxyprolin (Collagen, HIF)
& von Lysin → Hydroxylysin (Collagen)
- 2 x Hydroxylierungen in Carnitine Biosynthese (auch
Rettungsfunktion)
- Hydroxylierung von Dopamin → Noradrenalin (Cu2 –
stoichiometrisch)
~1 per 20
Kaelin NP Med 2019
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Biochem. Rollen, 2
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B) Abbruch radikalischer Kettenreaktion
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Biosynthese bei Tieren u.a. aus D-Glucose
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D-Glucose D-Glucuronsäure
L-Gulono-g-lacton
L-Gulono-
g-lactonoxidase
spontane
Enolisierung
L-Gulonsäure
ox red lactonase
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Chemische Synthese (ab 1933)
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1. Red.
Erhalt d. Chiralität
2. Endiol(eq. zu a-ketoalcohol)
3. Oxid. à Lacton
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“Chem” Synthese
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H2SO4 + Pd(od. Pt)
+ O2
+ H2O + H+
D-Glucose
+ H2 + NiAcetobacter
suboxidans
L-Sorbose
Ascorbinsäure
D-Sorbit
;
+ + ;
;
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Ph. Eur.
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Analytik
Ident.: A) UV, lm 243 nm (0.1 M HCl)
B) IR ® CRS
C) pH 2.1 – 2.6
D) AgNO3/HNO3 ® Ag0
Gehalt: 0.05 M I2, H2SO4
Stärke
+2 e- + 2 H+
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2. Fettlösliche Vitamine2.1 Vitamin A-Gruppe und Provitamine
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Vitamin A ist die Sammelbezeichnung für die beiden fettlöslichen
C20- Vitamine A1 und A2 (Diterpenoide):„Vitamers“ (siehe
Pyridoxal/Pyridoxin, „niacin“, usw)
Vitamin A1 = (E)-Retinol,all-(E)-Retinol
Vitamin A2 = 3,4- Didehydroretinol
WichtigeWirkformen
1) Aldehyde RetinalDehydroretinal
2) Carbonsäuren RetinsäureDehydroretinsäure
Vorkommen: Retinol + 3 Z-Isomere; frei oder als
EsterFischleberöle, Milchprod, EierProvitamin A: Carotine (vor
allem beta) in grünem Gemüse
beta-Carotin (Radar-Fabel)
Vitaminosis!
Tagesbedarf 1,5 mg Retinol Biologische
Aktivität:Retinol-Äquivalente (R.Ä.); 1 mg R.Ä. ≡ 1 mg
all-(E)-Retinol
1 mg R.Ä. ≡ 3333 I.E.1 I.E. Vitamin A ≡ 0,300 µg
all-(E)-Retinol
≡ 0,344 µg all-(E)-Retinolacetat≡ 0,359 µg
all-(E)-Retinolpropionat≡ 0,550 µg all-(E)-Retinolpalmitat
Indikationen
bei Mangelsyndrom infolge Resorptionsstörungen: Akne vulgaris,
Nachtblindheit
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Struktureigenschaften von Vitamin A1 und A2
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Isopren
Z E
Konstitution: Terpen (Diterpene)
Konfiguration: E,Z-Isomere24 = 16 Stereoisomere theoretisch
möglichkonjugierte Doppelbindungen bevorzugt Planarität
13-Z 9-Z 9,13-Z,Z
Thermodynamische Stabilität:
„relativ stabil“, „ungehindert“
gehindert
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Struktureigenschaften von Vitamin A1 und A2
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Konformation:
s-cis s-trans
(single-cis/trans)
Torsionswinkel
6 758° 7
42°
6
39°
1112
all-(E)-Retinol-Ester6,7 s-cis
11-(Z)-Retinal12,13 s-cis
C-7 bis C-12 ebenes Triensystem
nach X-ray
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Biologische Funktion
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Retinolester, Retinal⇓Retinol⇓Retinolester⇓ Plasma, Lymphe,
ChylomikroneRetinylester / Speicherform ⇓Retinol
Retinal
Auge
Sehvorgang
Retinylphosphat
Träger f. Mannose
u. Galaktose i.d. ER
Darm
Leber
Retinol, Retinsäure
Signalstoff f.Differenzierung⇓ Transportprotein
Zellkern⇓
Genexpression
auch: Carotin
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Carotinoide
100
1
69 13
15
15'
13' 9'
6'
1'
15 15'
β- Carotinbei Resorption im Dünndarm teilweiseSpaltung in Vit.
A
Darmmucosa, Leberβ- Carotin- 15,15´- Dioxygenase
O2
all-(E)-Retinal
Retinol-Dehydrogenase
all-(E)-Retinol
15 15'
15
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Sehvorgang
101
Stäbchen und Zapfen der Retina
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Sehvorgang
102
Opsin(ε-NH2)
Rhodopsin„N=CH“-R(11Z)
Metarhodopsin„N=CH-R“all-(E)
all-(E)-RetinalIsomerase
(11Z)-Retinal
h • ν
400- 600 nm
lichtempfindlichesChromoproteinLysin-ε- amino-Gr.λm bei ~ 500 nm
G- Protein (Transducin)
11
Palczewski, et al Science 2000, 289, 741
ß +PDEß
cGMP↓ß -
Na+-Kanäle
