Nach Terpenen und Kohlenhydraten nun eine weitere große Klasse an Naturstoffen

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1 Aminosäuren, Peptide ach Terpenen und Kohlenhydraten nun eine weitere große Klasse an aturstoffen 17.1 Übersicht Analog zu ydroxycarbonsäuren α-, β-, γ- Aminocarbonsäuren möglich: α-amino-essigsäure kokoll (Leimsüß) cin Schmp. 232 (Zers.) β-amino-propionsäure β-nin Schmp. 200 (Zers.) α-amino-propionsäure nin Schmp. 293 (Zers.) 2 2 γ-amino-buttersäure GABA (eurotransmitter) Schmp. 203 (Zers.) ε-amino-capronsäure Schmp. 202 (Zers.) 2 2 Anthranilsäure Schmp. 146 p-amino-salicylsäure (TB-Mittel) Schmp. 147 (Zers.) Grundvor / Fo18-1.W3

2 261 Was ist auffällig? Anormal hoher Schmelzpunkt! Grund: 2 3 Ad18-01.W3 Zwitter-ion In Proteinen nur α-aminosäuren: chiral, L-Form ca. 20 in Proteinen 3 Ad18-01.W3 Grundtypen: - eutrale AS: = Alkyl - eterosubstituierte aliphatische AS Besonders wichtig ystein - Aromatische AS = 2 Ar - Saure AS - Basische AS

3 262 eutrale Aminosäuren cin nin Valin * Leucin * Isoleucin * Substituierte aliphatische Aminosäuren Serin Threonin * S S S 2 2 S ystein ystin Methionin Grundvor / Fo18-2.W3 * essentielle Aminosäuren

4 263 Saure Aminosäuren Asparaginsäure 2 Glutaminsäure Asparagin Glutamin Basische Aminosäuren rnithin in inin * istidin Fo18-3.W3

5 264 Aromatische und heterocyclische Aminosäuren I I Phenylalanin * Tyrosin Jodgorgosäure I I I I Tryptophan * istidin Thyroxin 2 Prolin Grundvor / Fo18-4a.W3 Ein weiterer wichtiger Begriff - Essentielle AS: icht von Säugetier synthetisierbar, Aufnahme aus pflanzlicher ahrung notwendig Val Phe Met Leu Trp Thr Ile

6 265 achweis, quantitative Bestimmung - inhydrin inhydrin-eaktion blauviolett Grundvor / Fo18-4b.W3 - Van Slyke Gasvolumetrische Bestimmung 2 a L L! Ad18-02.W3

7 Synthese von Aminosäuren - Aus alogencarbonsäuren eaktion mit Ammoniak möglich, da 2 -Gruppe in AS relativ schwach nukleophil (-I von -) 3 Br T Br 56 % Ad18-01.W3 - Strecker-Synthese Analog yanhydrin-synthese α-aminonitril + / 2 3 Imin + Ad18-01.W3 Beispiel: Ad18-01.W3 2 Phe 3 74 %

8 Peptide, Schutzgruppen Übersicht Grundprinzip des Lebens anhand Prinzip der Peptidstruktur Bildung eines Peptids (schematisch) Bildung eines Peptids (schematisch) Grundvor / Fo18-1b.W3

9 268 Beispiel Peptid: Süßstoff Aspartam 3 Aspartam Ph 3 Allgemein: Synthese von Peptiden erfordert Schutzgruppen, Einfaches Beispiel: aive Amidbildung gibt Gemisch: Ph Ad18-03.W3 Phe + + Phe Phe Phe Derivate von Aminosäuren, Schutzgruppen Beispiel von Peptid oben, damit Synthesestrategie erkennbar. - Veresterung nach Fischer und Speier 3-3 l Base 2 3 Abspaltung mit a unreaktiv reaktiv Ad18-02.W3-2 bo-derivate

10 269 eagens: 2 Base + l l 2 l hlorkohlensäurebenzylester Einf. Schutzgr. 3 a 2 1. l / Pd 2 2 Ad18-03.W3 bo oder Z Synthese von Peptiden Durchführung der Synthese von -Phe Aktivierung bo 3 Sl 2 bo 3 l Ph Kopplung 2 3 bo 3 Ph 3 Entfernung Schutzgruppen und /oder Weiterbau höhere Peptide bo l 2 Pd / 2 3 Ph 3 a Ph 3 Ad18-03b.cw2 3

11 270 inweis Merrifield 1 Σ l 2 P Σ 1 2 P Schutzgruppe abspalten P Σ 2 X Kondensation Σ P Schutzgruppe abspalten at05-17.w2 Kondensation Σ = Schutzgruppe P = Polystyrol-arz

12 271 Proteine: Sequenz, aumstruktur - Primärstruktur eihenfolge der Aminosäuren (gentisch bestimmt) S -Terminus Phe ys -Terminus ormon aus der ypophyse: rg18-05.w3 Ser Tyr Ser Met Glu is Phe Trp Pro Val 25 Asp Pro Tyr Val Val Pro Glu Asp Glu Ser Glu Phe Pro Leu Glu Phe humanes Adrenocorticotropin - Sekundärstruktur Konformation der Proteinkette; wichtigste Typen: α-elix, Faltblatt rg18-05.w3 rg18-05.w3 Falt.W2

13 272 - Tertiärstruktur Konformation der gesamten Proteinkette; Beispiel Myoglobin - Quartärstruktur Zusammenlagerung mehrerer Ketten zu übergeordneter Struktur

14 Leu Asp Try Try Ser is Leu Met 10 Leu 127 ys Glu S S ys Leu Val Phe 1 Val 94 ys S S Ser Pro Leu ys Gln Val Asp Try Thr Ileu Ser Ileu 90 Pro Thr 80 ys Ileu Ser Asp Ser Ser Leu Leu 100 Asp Asp Ser Val Ileu S S Asp ys Try Thr 64 Tyr Val ys Met 70 Try 110 S S 30 ys Phe Thr Glu Thr Ser Asp Phe Thr 40 Gln Leu Gln Ser Ileu 60 Try Val Try Ser Ileu Thr 50 Asp Try ozym rg18_06.cw2 Beispiel für die Variationsmöglichkeiten beim Aufbau von Polypeptiden: Ein Polypeptid, aufgebaut aus 50 Aminosäureeinheiten, die 19 verschiedene Aminosäuren umfassen: 1 Art 4 Arten 10 Arten 4 Arten 10 x 4 x 2 x 1 x Sequenzmöglichkeite Zum Vergleich: Der Durchmesser unsere Milchstraßensystems beträgt Lichtjahre, in mm:

15 274 S 2 Penicilline (Fleming) β-lactam => gespannt, reaktiv => reaktion mit dem Protein, das für den Aufbau der Bakterienzellwand verantwortlich ist strukturell verwandt: 2 ephalosporin S 2 esistenzentwicklung durch das Enzym Penicillase; dieses öf fnet den β-lactamring hydrolytisch und verhindert somit die Desaktivierung des für den Zellwandaufbau verantwortlichen Proteins