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Chemie für Mediziner: Heterocyclen

Pyridin-Derivate

Abb.1
Nicotinsäureamid
Abb.2
Pyridoxol

Zwei Vitamine und die daraus gebildeten Coenzyme sind Derivate des Pyridins: Nicotinsäureamid und Pyridoxol besitzen einen Pyridinring. Nicotinsäureamid ist, in Form der Coenzyme NAD/NADH und NADP/NADPH, ein wichtiges Redox-System. Pyridoxalphosphat ist bei den meisten Prozessen im Aminosäure-Stoffwechsel beteiligt.

Abb.3
Die Redoxsysteme NAD+/NADH und NADP+/NADPH

In den Coenzymen NAD+ und NADP+ ist ein Molekül Nicotinsäureamid über eine Pyrophosphat-Brücke mit einem Adenosin-Rest verknüpft (R). Die eigentliche Redox-Reaktion findet nur am Pyridin-Ring statt. Aufgrund der quartären Ammonium-Gruppe ist das Ringsystem noch elektronenärmer als das von Pyridin. Dies führt dazu, dass an das Coenzym Nucleophile angreifen können. Formal kann ein Hydrid-Ion angelagert werden, wobei der Stickstoff und das para-ständige Kohlenstoff-Atom reduziert und das aromatische System aufgehoben werden. In der Natur treten keine freien Hydrid-Ionen auf, die Redox-Reaktion ist eingebunden in kompliziertere Reaktionsmechanismen.

Abb.4
Transaminierung mit Pyridoxalphosphat

Bei dem Coenzym Pyridoxalphosphat finden die Reaktionen nicht direkt am Ring statt. Die Aminosäure wird an die Aldehyd-Gruppe (unter Ausbildung einer Schiffschen Base) gebunden. Nun können verschiedene Reaktionen ablaufen. Hier wird der erste Schritt einer Transaminierung gezeigt.

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