Untersuchungen zur Struktur und biologischen Aktivität von ...

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Untersuchungen zur Struktur und biologischen Aktivität von ...

EINLEITUNG

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Mit seinen ausschließlich furanosidisch gebundenen Zuckern (Ara und Gal) ist das

Arabinogalactan in seiner Struktur einzigartig. Das Arabinogalactan ist kovalent (O-6)

an den Muraminsäure-Rest des Peptidoglycans über einen Phosphodisaccharid-Bindemolekül

aus Rhamnose und N-Acetylglucosamin gebunden [189]. An Position 4 der

Rhamnose befindet sich eine lineare Kette aus ungefähr 30 Galactose-Resten (Galf) mit

alternierenden β-(15)- und β-(16)-Bindungen. An diesem Galactan befinden sich

Verzweigungen, von denen weitere Ketten aus Arabinose-Resten (Araf) ausgehen. Jede

Galactan-Kette besitzt zwei bis drei Arabinan-Ketten. Dieses Arabinan besteht in der

Gesamtheit aus annähernd 70 Resten aus hauptsächlich linearen α-(15)-gebundenen

Ketten, in denen jedoch wiederum Verzweigungen mit linearen Arabinan-Ketten

gebunden an Position 3 eines Arabinose-Restes auftreten. An den nicht-reduzierenden

Enden dieser Arabinan-Ketten befindet sich jeweils ein verzweigtes Hexasaccharid mit

zwei β-(12)-gebundenen Arabinose-Resten [190].

Das Arabinogalactan stellt das Gerüst dar, an das die Mykolsäuren kovalent gebunden

sind. Durchschnittlich zwei Drittel der verzweigten Hexasaccharide sind mit Mykolsäuren

verestert [191].

Mykolsäuren sind hochmolekulare α-Alkyl-β-hydroxy-Fettsäuren, die in allen Mykobakterien-Spezies

[192] und anderen Aktinomyzeten vorkommen [175]. Diese langkettigen

Fettsäuren mit bis zu 90 C-Atomen tragen funktionelle Gruppen, wie Cyclopropyl-,

Ketyl-, Hydroxy- und Methoxy-Gruppen. Die exakte Struktur der Fettsäuren ist

jedoch speziesspezifisch. Die am häufigsten vorkommenden Mykolsäuren in M. tuberculosis

können generell in drei Klassen unterteilt werden: α-Mykolsäuren, Methoxy-

Mykolsäuren und Keto-Mykolsäuren [193].

In langsam wachsenden Mykobakterien, nicht jedoch in schnell wachsenden, wurde

Galactosamin nachgewiesen. Es wird angenommen, dass in jeder Arabinogalactan-Kette

ein einzelner Galactosamin-Rest, vermutlich in pyranosidischer Form, vorliegt und an

O-2 mit einem α-Araf-Rest einer α-(15)-Arabinan-Kette substituiert ist [194].

Das antimykobakteriell wirksame und standardmäßig verabreichte Ethambutol inhibiert

wahrscheinlich die Biosynthese dieses Arabinogalactans durch Blockieren einer

Arabinosyl-Transferase [195] und wirkt somit bakteriostatisch [196;197;198]. Andererseits

inhibiert Ethambutol möglicherweise die Konversion von Glucose zu anderen

Monosacchariden, die essentiell für die Zellwand-Biosynthese sind [199].

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