2-Desoxy-D-glucose

2-Desoxy-D-glucose ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Kohlenhydrate. Es ist ein Analogon der Glucose.^[1]

Strukturformel
Allgemeines
Name	2-Desoxy-D-glucose
Andere Namen	2-Desoxy-D-arabinohexose 2-Desoxyglucose
Summenformel	C6H12O5
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 154-17-6 EG-Nummer 205-823-0 ECHA-InfoCard 100.005.295 PubChem 108223 ChemSpider 388402 DrugBank DB08831 Wikidata Q3266534
Eigenschaften
Molare Masse	164,16 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[1]
Schmelzpunkt	146–147 °C[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

2-Desoxy-D-glucose ist ein Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 146–147 °C.^[1]

Biologische Eigenschaften

Sie wird durch Glucosetransporter in Zellen aufgenommen.^[2] Sie hemmt die Glycolyse durch Hemmung der Glucose-6-phosphat-Isomerase.^[2][3] 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.^[1][2] 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.^[2] Dadurch akkumuliert 2-Desoxy-glucose-6-phosphat in der Zelle.^[1] In Folge sinkt die zelluläre Konzentration an Adenosintriphosphat (ATP).^[1] In vitro fördert 2-Desoxy-glucose die Autophagie, die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies und aktiviert die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK).^[1][2] 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.^[2] Daneben hemmt 2-Desoxy-D-glucose die Angiogenese und die Metastasierung von Tumoren.^[2] Auch der Pentosephosphatweg wird durch 2-Desoxy-D-glucose gehemmt.^[3][4] Aufgrund dieser verschiedenen Wirkungen wird 2-Desoxy-D-glucose in Kombination mit Fenofibrat zur Behandlung von Tumoren untersucht.^[5] Aufgrund der Hemmung der Glykolyse durch 2-Desoxy-D-glucose werden epileptische Anfälle gemindert, weshalb sie zur Behandlung der Epilepsie untersucht wird.^[6][7]

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]

2-Desoxy-D-glucose besitzt antivirale Eigenschaften durch Hemmung der Replikation des humanen Herpesvirus 8.^[2]

Die Glucoseaufnahme in Zellen von Organismen wird mit 2-Desoxy-D-glucose oder Fluordesoxyglucose untersucht.^[8][9] 2-Desoxy-D-glucose fluoresziert in vivo im nahen Infrarot-Spektrum.^[10][9]

Einzelnachweise

1. Datenblatt 2-Deoxy-D-glucose, ≥98% (GC), crystalline bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 31. August 2018 (PDF).
2. 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.
3. 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.
4. 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).
5. 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).
6. 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.
7. 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).
8. Donard Dwyer: Glucose Metabolism in the Brain. Academic Press, 2002, ISBN 978-0-12-366852-3, S. XIII.
9. 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).
10. 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).