Pentosen

Pentosen (von griech. pente fünf) sind Monosaccharide, deren Kohlenstoffgrundgerüst fünf Kohlenstoffatome enthält. In nicht reduzierter Form haben sie die Summenformel C₅H₁₀O₅ und unterscheiden sich durch die Art der Carbonylfunktion. Handelt es sich um eine Ketogruppe, so spricht man von Ketopentosen, bei einer Aldehyd-Gruppe nennt man sie Aldopentosen.

Die Aldopentosen

Die Aldopentosen besitzen drei chirale Zentren, es gibt daher acht Stereoisomere. Von diesen kommen in der Natur nur D-Ribose, D-Xylose, D-Arabinose und L-Arabinose vor. D- und L-Lyxose kommt in der Natur nicht in freier Form vor. Die D/L-Konfiguration bezieht sich bei den Aldopentosen stets auf die Position der OH-Gruppe am 4. C-Atom und hat keinen Bezug zur Drehrichtung der optischen Aktivität.

Aldopentosen in Fischer-Projektion

Ribose
Arabinose
Xylose
Lyxose

Durch eine intramolekulare Halbacetal-Bildung stehen diese offenkettigen Moleküle im Gleichgewicht mit ihren Pyranose- bzw. Furanose-Formen. Dabei kommt es zur Sauerstoffbrücke zwischen dem 1. und dem 5. C-Atom (Pyranose) bzw. dem 1. und 4. C-Atom (Furanose), und das Sauerstoffatom der Aldehydgruppe wird zur Hydroxygruppe.

Die Ketopentosen

Die Ketopentosen (synonym Pentulosen) besitzen zwei chirale Zentren, es gibt daher vier Stereoisomere. Die D/L-Konfiguration bezieht sich – wie oben – auf die Position der OH-Gruppe im vierten C-Atom, und hat keinen Bezug auf das Vorzeichen [(+) oder (–)] des Drehwertes α. In der Natur kommen nur die zwei D-Isomere vor.

Ketopentosen in Fischer-Projektion

Ribulose
Xylulose

Pentosen und ihre biologische Bedeutung

Die D-Ribose und ihre reduzierte Form die D-Desoxyribose sind wesentliche Bestandteile der RNA bzw. der DNA.

Die D-Ribulose dient als CO₂-Akzeptor bei der Photosynthese.

Der Stoffwechsel von Pentosen und ihre Bildung durch Decarboxylierung von Hexosen ist im Pentosephosphat-Zyklus zusammengefasst. Schlüsselreaktion ist die direkte Oxidation des Glucose-6-phosphats durch das Enzym Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase, dessen Gen beim Menschen auf dem X-Chromosom liegt. Defekte können eine Reihe von Krankheitsbildern (z.B. in der Blutbildung) und Überreaktionen auf bestimmte Medikamente hervorrufen.

Siehe auch

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