Diketogulonsäure

L-Diketogulonsäure, kurz auch DKG, ist ein Reaktionsprodukt der Dehydroascorbinsäure.

Strukturformel
Fischer-Projektion von Diketogulonsäure
Allgemeines
Name	Diketogulonsäure
Andere Namen	(4R,5S)-4,5,6-Trihydroxy-2,3-dioxohexansäure (IUPAC) L-threo-2,3-Diketogulonsäure DKG L-Diketogulonsäure
Summenformel	C6H8O7 C6H10O8 (Monohydrat) C6H12O9 (Dihydrat)
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 3445-22-5 2062656-92-0 (Kaliumsalz) PubChem 440390 ChemSpider 389343 Wikidata Q1225282
Eigenschaften
Molare Masse	192,12 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	140 °C
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Modifikationen

Ähnlich wie Monosaccharide und Ascorbinsäure kann die Diketogulonsäure je nach Bedingungen als offenkettige oder 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.

Reaktion und Bedeutung

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

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), Oxalsäure und CO₂ (nach ).

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. 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. Peter M. Collins: Dictionary of Carbohydrates. CRC Press, 2005, ISBN 978-1-00-061156-4 (books.google.com). 
2. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. H. Trommer, R. H. H. Neubert: Ascorbinsäure: neue Erkenntnisse zur Wirkungsweise eines vielseitigen, antioxidativen Vitamins, Institut für Pharmazie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.
4. 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: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 65 (8), 1707–1712; PMID 11577707; doi:10.1271/bbb.65.1707; PDF (freier Volltextzugriff)
5. Jung Ch. und Wells WW. (1998): Spontaneous conversion of L-dehydroascorbic acid to L-ascorbic acid and L-erythroascorbic acid. In: Archives of Biochemistry and Biophysics 355(1):9–14; PMID 9647661.
6. 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).
7. 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.
8. Li et al.(2001): Effects of 2,3-Diketo-L-Gulonic Acid on the Oxidation of Yolk Lipoprotein. In: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 65(3), 599–604; PMID 11330674; doi:10.1271/bbb.65.599; PDF (freier Volltextzugriff).