Vorphysikum, Chemie
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Disaccharide
Glykoside können auch aus zwei Zuckermolekülen gebildet werden. Auch diese Reaktion läuft unter Wasserabspaltung ab, es ist also eine Kondensationsreaktion. Dimere aus zwei Zuckern nennt man allgemein Disaccharide.
Disaccharide enthalten zwei Monosaccharide, die über eine Acetalbrücke zwischen einem anomeren Kohlenstoffatom und einer Hydroxylgruppe des anderen Zuckers verbunden sind.
Polysaccharide
Durch Polykondensation (-H2O) von Monosacchariden (-> Biopolymere)
- Maltose und Amylose (lösliche Stärke): a-1,4-glykosidische Bindung
- Amylopektin (unlösliche Stärke) und Glykogen: a-1,6-glykosidische Bindungen
- menschlichen Verdauungsenzyme können nur a-1,4-glykosidische Bindungen spalten
Heterocyclen
Cycloalkane/ Aromaten mit meindestens einem Heteroatom im Ring (mindestens einen Ring besitzen, der außer Kohlenstoff ein weiteres Element enthält) -> Aliphatische & aromatische Heterocyclen
Heteroaromaten. Die zwei Doppelbindungen im Ring sind jeweils mit einem freien El.-paar am Heteroatom konjugiert -> Aromatizität durch 6 Pi-Elektronen-System (delokalisiert & verteilen sich jedoch nur auf 5 Atome - somit elektronenreicher als Benzol)
- Während aliphatische Amine starke Basen sind, gilt dies für aromatische Amine nicht grundsätzlich. Ist das Elektronenpaar am Stickstoff in das aromatische System eingebunden, (z.B. beim Pyrrol) kann das Molekül nicht als Base wirken. Auch wenn ein freies Elektronenpaar vorhanden ist (Pyridin, Imidazol) ist die Basenstärke aromatischer Amine deutlich geringer als die nicht-aromatischer Amine (Pyrrolidin).
sechsgliedrige Heterocyclen (Bsp.: Pyridin, Pyrimidin)
Pyridin: Stickstoff ist Elektronennegativer als Kohlenstoff
- Pyridin ist Elektronenärmer als Benzol
- Pyridin ist weniger reaktiv gegenüber Elektrophilen
Pyridinsäurederivate: z.B. Nicotinamid (aktive Bestandteil des Hydrid-Übertragungs-Coenzym NADH)
Purin- & Pyrimidin-Basen
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An die heteroaromatischen Ringe sind jeweils Hydroxyl- und/oder Aminogruppen gebunden. Dabei können Tautomere auftreten.
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Vom Pyrimidin leiten sich die Basen Cytosin, Thymin und Uracil ab, wobei Thymin nur in der DNA, Uracil nur in der RNA vorkommt. Alle drei Basen können in jeweils zwei verschiedenen tautomeren Formen vorkommen. Die Hydroxylgruppe gibt ein Proton an ein Stickstoffatom im Ring ab. Die Doppelbindung wird umgelagert, es resultiert eine Carbonyl-Gruppe. Das System entspricht damit einem cyclischen Säureamid
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Adenin und Guanin besitzen ein Purin-System. Beim Adenin ist nur eine Aminogruppe gebunden, es gibt keine Tautomere. Beim Guanin ist je eine Amino- und Hydroxylgruppe an den Sechsring des Purins gebunden. Hier tritt ein Tautomer auf, wobei auch dieses einem cyclischen Säureamid entspricht.
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Die Keto-Formen sind jeweils das stabilere Tautomer; die Basen liegen also überwiegend in der Keto-Form vor. Auch die Ausbildung der Wasserstoffbrücken in den Nucleinsäuren ist nur bei dieser Form möglich.
Nukleinsäure
Die Nucleinsäuren bestehen aus den organischen Basen, einer Pentose und Phosphorsäure. die Biopolymere bestehen aus einem rückgrat aus wiederholenden Zucker-Phosphatester-Einheiten (3'-5'-Verknüpfung). An Zucker sind b-N-glycosidisch Pyrimidin- & Purinbasen kovalent gebunden.
zwei verschiedene Pentosen vor: D-Ribose (RNA) und 2-Desoxy-D-ribose (DNA)
Zusammengehalten werden die Stränge durch Wasserstoffbrücken zwischen den Basen: Zwei Wasserstoffbrücken zwischen Adenin und Thymin, drei Brücken zwischen Guanin und Cytosin
Nucleotid: Einheiten aus einer Base, einem Zucker (Ribose oder Desoxyribose) und einem Phosphatrest; Name = Name des Nukleosids + "-monophosphat"
Nucleosid: Base + Zucker (ohne Phosphatrest); erhält den Stammnamen der Base mit der Endung "-osin" bei den Purin-Basen (also Adenosin, Guanosin) bzw. der Endung "-idin" bei den Pyrimidin-Basen (Cytidin, Thymidin, Uridin)