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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
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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)
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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
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Anomerer Effekt – MO-Theorie
O
O
H
nO
CH3*C-O
nO
*C-O
endo
exo
E
nO
*C-O
C-O
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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
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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
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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
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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)
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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
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Oxidations- und Reduktionsreaktionen der Zucker
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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
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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?
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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
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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®)
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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)
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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
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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)
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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
![Page 19: Aldosen, Ketosen und ihre stereogenen Zentren. Intramolekulare Halbacetalbildung bei Kohlenhydraten](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062318/55204d6649795902118bb631/html5/thumbnails/19.jpg)
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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
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Verschiedene Verknüpfungsarten bei Polysacchariden
lineares Polysaccharid
verzweigtes Polysaccharid
cyclisches Polysaccharid
![Page 22: Aldosen, Ketosen und ihre stereogenen Zentren. Intramolekulare Halbacetalbildung bei Kohlenhydraten](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062318/55204d6649795902118bb631/html5/thumbnails/22.jpg)
Helicale Form der Amylose
![Page 23: Aldosen, Ketosen und ihre stereogenen Zentren. Intramolekulare Halbacetalbildung bei Kohlenhydraten](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062318/55204d6649795902118bb631/html5/thumbnails/23.jpg)
Modellstrukturdes Lignins
( ein Phenolkörper –gibt Holz Festigkeit!)
(Cellulose gibtHolz Elastizität!)
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Aufbau einer Zellmembran (schematisch)
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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
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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
![Page 27: Aldosen, Ketosen und ihre stereogenen Zentren. Intramolekulare Halbacetalbildung bei Kohlenhydraten](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062318/55204d6649795902118bb631/html5/thumbnails/27.jpg)
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
![Page 28: Aldosen, Ketosen und ihre stereogenen Zentren. Intramolekulare Halbacetalbildung bei Kohlenhydraten](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062318/55204d6649795902118bb631/html5/thumbnails/28.jpg)
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
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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