2-Desoxy-D-glucose ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Kohlenhydrate. Es ist ein Analogon der Glucose.
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| Allgemeines | ||||||||||||||
| Name | 2-Desoxy-D-glucose | |||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C6H12O5 | |||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||
| Molare Masse | 164,16 g·mol−1 | |||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||||||
| Schmelzpunkt | 146–147 °C | |||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||
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| 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
Biologische Eigenschaften Bearbeiten
Sie wird durch Glucosetransporter in Zellen aufgenommen. Sie hemmt die Glycolyse durch Hemmung der Glucose-6-phosphat-Isomerase. 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. 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. Dadurch akkumuliert 2-Desoxy-glucose-6-phosphat in der Zelle. In Folge sinkt die zelluläre Konzentration an Adenosintriphosphat (ATP). In vitro fördert 2-Desoxy-glucose die Autophagie, die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies und aktiviert die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK). 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. Daneben hemmt 2-Desoxy-D-glucose die Angiogenese und die Metastasierung von Tumoren. Auch der Pentosephosphatweg wird durch 2-Desoxy-D-glucose gehemmt. Aufgrund dieser verschiedenen Wirkungen wird 2-Desoxy-D-glucose in Kombination mit Fenofibrat zur Behandlung von Tumoren untersucht. Aufgrund der Hemmung der Glykolyse durch 2-Desoxy-D-glucose werden epileptische Anfälle gemindert, weshalb sie zur Behandlung der Epilepsie untersucht wird.
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-Desoxy-D-glucose besitzt antivirale Eigenschaften durch Hemmung der Replikation des humanen Herpesvirus 8.
Die Glucoseaufnahme in Zellen von Organismen wird mit 2-Desoxy-D-glucose oder Fluordesoxyglucose untersucht. 2-Desoxy-D-glucose fluoresziert in vivo im nahen Infrarot-Spektrum.
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ Datenblatt 2-Deoxy-D-glucose, ≥98% (GC), crystalline bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 31. August 2018 (PDF).
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- 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).
- 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).
- 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.
- 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).
- Donard Dwyer: Glucose Metabolism in the Brain. Academic Press, 2002, ISBN 978-0-12-366852-3, S. XIII.
- ↑ 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).
- 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).