Diketogulonsäure

Strukturformel
Allgemeines
Name	Diketogulonsäure
Andere Namen	L-Diketogulonsäure (4S,5R)-4,5,6-trihydroxy- 2,3-diketohexansäure DKG
Summenformel	C6H8O7 C6H10O8 (Monohydrat) C6H12O9 (Dihydrat)
CAS-Nummer	3445-22-5
PubChem	440390
Eigenschaften
Molare Masse	192,12 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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L-Diketogulonsäure ist ein Reaktionsprodukt der Dehydroascorbinsäure. Der IUPAC-Name (4S,5R)-4,5,6-trihydroxy-2,3-diketohexansäure wird in wissenschaftlichen Publikationen oft durch das Akronym DKG ersetzt.

Modifikationen

Ähnlich wie Monosaccharide und Ascorbinsäure kann die Diketogulonsäure je nach Bedingungen als offenkettige und als cyclische Acetal-Form vorliegen. Das offenkettige Tautomer kann weiterhin durch Wasseranlagerung an die beiden Keto-Gruppen geminale Diole bilden. Nachgewiesen sind hier sowohl das Mono-, als auch das Dihydrat^[2].

Reaktion und Bedeutung

In wässrigen Lösungen wird L-Diketogulonsäure durch Verseifung (Hydrolyse) aus Dehydroascorbinsäure (DHA) gebildet. Das gebildete Diketogulonsäure-Molekül neigt dazu, in wässrigen Lösungen mit im neutralen pH-Bereich in eine Vielzahl von Produkten weiter abgebaut zu werden.^[3] So konnte man Erythroascorbinsäure ^[4], L-Lyxon- und L-Xylonsäure ^[5], L-Threoson (3,4-Dihydroxy-2-oxo-butanal) ^[3], L-Threonsäure ^[3], Oxalacetat und CO₂ bei Decarboxylierungen nachweisen. Neben dem oxidativen Abbauweg gibt es auch einen nicht-oxidativen Abbau von DKG, was zu Oxalacetat und L-Erythrulose führt.^[6]

Der Abbauweg von Diketogulonsäure (via 2,3-Diketogulono-γ-lacton) ist kompliziert. Man unterscheidet zwischen oxidativen Abbauprodukten (A-E) und nicht-oxidativen Abbauprodukten (F). Bislang wurden nachgewiesen: L-Threoson (A), L-Lyxonsäure (B), L-Xylonsäure (C), L-Threonsäure (D), Eyrthroascorbinsäure (E), L-Erythrulose (F), Oxalacetat und CO₂ (nach ^[3]).

Im Jahr 2001 konnte nachgewiesen werden, dass die Diketogulonsäure und zwei ihrer Abbauprodukte (3,4-Diketogulono-γ-lacton und 2,3-Diketogulono-γ-lacton) Proteine aus Eigelb gegen die Oxidation durch Kupferionen schützen.^[7] Die Forscher führten dies auf die Anwesenheit der Endiol-Gruppe in beiden γ-Lactonen zurück, die damit strukturell und funktionell der Ascorbinsäure ähneln. Das 3,4-Diketogulono-γ-lacton erwies sich dabei als erheblich wirksamer.

Da Dehydroascorbinsäure oft bei der quantitativen Bestimmung von Vitamin C (Ascorbinsäure) als Reaktionsprodukt gemessen wird kann die beschriebene Zerfallsreaktion die Messung verfälschen.

Einzelnachweise

1. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
2. ↑ H. Trommer, R. H. H. Neubert: Ascorbinsäure: neue Erkenntnisse zur Wirkungsweise eines vielseitigen, antioxidativen Vitamins, Institut für Pharmazie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.
3. ↑ ^{a b c d} Nishikawa Y et al. (2001): Identification of 3,4-Dihydroxy-2-oxo-butanal (L-threosone) as an Intermediate Compound in Oxidative Degradation of Dehydro-L-ascorbic Acid and 2,3-Diketo-L-gulonic Acid in a Deuterium Oxide Phosphate Buffer. In: Biosci. Biotechnol. Biochem. 65 (8), 1707-1712; PMID 11577707; PDF (freier Volltextzugriff)
4. ↑ Jung Ch. und Wells WW. (1998): Spontaneous conversion of L-dehydroascorbic acid to L-ascorbic acid and L-erythroascorbic acid. In: Arch Biochem Biophys. 355(1):9–14; PMID 9647661.
5. ↑ Kanfer J. et al. (1960): Formation of l-Lyxonic and l-Xylonic Acids from l-Ascorbic Acid in Rat Kidney. In: J. Biol. Chem. 235; 2518–2521; PDF (freier Volltextzugriff).
6. ↑ Simpson G. und Ortwerth BJ (2000): The non-oxidative degradation of ascorbic acid at physiological conditions. In: Biochim Biophys Acta. 1501(1):12–24; PMID 10727845.
7. ↑ Li et al.(2001): Effects of 2,3-Diketo-L-Gulonic Acid on the Oxidation of Yolk Lipoprotein. In: Biosci. Biotechnol. Biochem. 65(3), 599–604; PMID 11330674; PDF(freier Volltextzugriff).