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2-Desoxy-D-glucose

chemische Verbindung

2-Desoxy-D-glucose ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Kohlenhydrate. Es ist ein Analogon der Glucose.[1]

Strukturformel
Strukturformel von 2-Deoxy-D-glucose
Allgemeines
Name 2-Desoxy-D-glucose
Andere Namen
  • 2-Desoxy-D-arabinohexose
  • 2-Desoxyglucose
Summenformel C6H12O5
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 154-17-6
EG-Nummer 205-823-0
ECHA-InfoCard 100.005.295
PubChem 108223
ChemSpider 388402
DrugBank DB08831
Wikidata Q3266534
Eigenschaften
Molare Masse 164,16 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[1]

Schmelzpunkt

146–147 °C[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1]
keine GHS-Piktogramme

H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Eigenschaften Bearbeiten

Physikalische Eigenschaften Bearbeiten

2-Desoxy-D-glucose ist ein Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 146–147 °C[1]

Biologische Eigenschaften Bearbeiten

Sie wird durch Glucosetransporter in Zellen aufgenommen.[2] Sie hemmt die Glycolyse durch Hemmung der Glucose-6-phosphat-Isomerase.[2][3] Sie wird durch die Hexokinase zu 2-Desoxy-glucose-6-phosphat phosphoryliert, das nicht durch die Glucose-6-phosphat-Isomerase weiterverarbeitet werden kann und sie kompetitiv hemmt – wie auch bei der ähnlichen 2-Fluordesoxyglucose.[1][2] Daneben wird die Hexokinase durch 2-Desoxy-glucose-6-phosphat nichtkompetitiv gehemmt, wodurch bereits weniger Glucose-6-phosphat in der Zelle gebildet wird – wie auch bei der ähnlichen 2-Fluordesoxyglucose.[2] Dadurch akkumuliert 2-Desoxy-glucose-6-phosphat in der Zelle.[1] In Folge sinkt die zelluläre Konzentration an Adenosintriphosphat (ATP).[1] In vitro fördert 2-Desoxy-glucose die Autophagie, die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies und aktiviert die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK).[1][2] Zudem wird die Proteinkinase PERK aktiviert, wodurch der Translationsinitiationsfaktor eIF-2α phosphoryliert und somit inaktiviert wird, wodurch die Translation und in Folge das Zellwachstum gehemmt wird.[2] Daneben hemmt 2-Desoxy-D-glucose die Angiogenese und die Metastasierung von Tumoren.[2] Auch der Pentosephosphatweg wird durch 2-Desoxy-D-glucose gehemmt.[3][4] Aufgrund dieser verschiedenen Wirkungen wird 2-Desoxy-D-glucose in Kombination mit Fenofibrat zur Behandlung von Tumoren untersucht.[5] Aufgrund der Hemmung der Glykolyse durch 2-Desoxy-D-glucose werden epileptische Anfälle gemindert, weshalb sie zur Behandlung der Epilepsie untersucht wird.[6][7]

Da 2-Desoxy-D-glucose auch ein Analogon von Mannose (dem Epimer der Glucose an Position C2) ist, wird daraus analog 2-Desoxyglucose-GDP gebildet, das die N-Glykosylierung kompetitiv hemmt – im Gegensatz zur ähnlichen 2-Fluordesoxyglucose mit einem Fluoratom an Position C2.[2]

2-Desoxy-D-glucose besitzt antivirale Eigenschaften durch Hemmung der Replikation des humanen Herpesvirus 8.[2]

Die Glucoseaufnahme in Zellen von Organismen wird mit 2-Desoxy-D-glucose oder Fluordesoxyglucose untersucht.[8][9] 2-Desoxy-D-glucose fluoresziert in vivo im nahen Infrarot-Spektrum.[10][9]

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ a b c d e f g h i Datenblatt 2-Deoxy-D-glucose, ≥98% (GC), crystalline bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 31. August 2018 (PDF).
  2. ↑ a b c d e f g h i H. Xi, M. Kurtoglu, T. J. Lampidis: The wonders of 2-deoxy-D-glucose. In: IUBMB Life. Band 66, Nummer 2, Februar 2014, S. 110–121, doi:10.1002/iub.1251 (freier Volltext), PMID 24578297.
  3. ↑ a b A. N. Wick, D. R. Drury, H. I. Nakada, J. B. Wolfe: Localization of the primary metabolic block produced by 2-deoxyglucose. In: Journal of Biological Chemistry. Band 224, Nummer 2, Februar 1957, S. 963–969, PMID 13405925.
  4. ↑ M. Ralser, M. M. Wamelink, E. A. Struys, C. Joppich, S. Krobitsch, C. Jakobs, H. Lehrach: A catabolic block does not sufficiently explain how 2-deoxy-D-glucose inhibits cell growth. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 105, Nummer 46, November 2008, S. 17807–17811, doi:10.1073/pnas.0803090105, PMID 19004802, PMC 2584745 (freier Volltext).
  5. ↑ H. Liu, M. Kurtoglu, C. L. León-Annicchiarico, C. Munoz-Pinedo, J. Barredo, G. Leclerc, J. Merchan, X. Liu, T. J. Lampidis: Combining 2-deoxy-D-glucose with fenofibrate leads to tumor cell death mediated by simultaneous induction of energy and ER stress. In: Oncotarget. Band 7, Nummer 24, Juni 2016, S. 36461–36473, doi:10.18632/oncotarget.9263, PMID 27183907, PMC 5095013 (freier Volltext).
  6. ↑ C. E. Stafstrom, A. Roopra, T. P. Sutula: Seizure suppression via glycolysis inhibition with 2-deoxy-D-glucose (2DG). In: Epilepsia. Band 49 Suppl 8, November 2008, S. 97–100, doi:10.1111/j.1528-1167.2008.01848.x, PMID 19049601.
  7. ↑ P. Bazzigaluppi, A. Ebrahim Amini, I. Weisspapir, B. Stefanovic, P. L. Carlen: Hungry Neurons: Metabolic Insights on Seizure Dynamics. In: International Journal of Molecular Sciences. Band 18, Nummer 11, Oktober 2017, S. 2269, doi:10.3390/ijms18112269, PMID 29143800, PMC 5713239 (freier Volltext).
  8. ↑ Donard Dwyer: Glucose Metabolism in the Brain. Academic Press, 2002, ISBN 978-0-12-366852-3, S. XIII.
  9. ↑ a b J. L. Kovar, W. Volcheck, E. Sevick-Muraca, M. A. Simpson, D. M. Olive: Characterization and performance of a near-infrared 2-deoxyglucose optical imaging agent for mouse cancer models. In: Analytical Biochemistry. Band 384, Nummer 2, Januar 2009, S. 254–262, doi:10.1016/j.ab.2008.09.050, PMID 18938129, PMC 2720560 (freier Volltext).
  10. ↑ Z. Cheng, J. Levi, Z. Xiong, O. Gheysens, S. Keren, X. Chen, S. S. Gambhir: Near-infrared fluorescent deoxyglucose analogue for tumor optical imaging in cell culture and living mice. In: Bioconjugate Chemistry. Band 17, Nummer 3, 2006 May-Jun, S. 662–669, doi:10.1021/bc050345c, PMID 16704203, PMC 3191878 (freier Volltext).
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