Queuin

Strukturformel
Strukturformel von Queuin
Allgemeines
Name	Queuin
Andere Namen	Base Q (1S,4S,5R)-2-Amino-5-{[(-4,5-dihydroxy-2-cyclopenten-1-yl)amino]methyl}-1,7-dihydro-4H-pyrrolo[2,3-d]pyrimidin-4-on
Summenformel	C12H15N5O3
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN Vorlage:CASRN (Hydrochlorid) ECHA-InfoCard PubChem 114881 ChemSpider 102837 DrugBank DB14732 Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	277,28 g·mol−1
Aggregatzustand	fest (Hydrochlorid)<ref name="Buckingham">John Buckingham, Keith H. Baggaley, Andrew D. Roberts, Laszlo F. Szabo: Dictionary of Alkaloids with CD-ROM. CRC Press, 2010, ISBN 978-1-4200-7770-4, S. 1632 (books.google.de). </ref>
Schmelzpunkt	230–235 °C (Hydrochlorid, Zersetzung)<ref name="Buckingham" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar<ref name="NV">Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Queuin ist eine heterocyclische organische Verbindung. Es ist ein Derivat der Nukleinbase Guanin. Das N⁷-Atom des Guanins wird durch ein C⁷-Atom ersetzt und bildet damit das 7-Desazaguanosin,<ref group="S">Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu 7-Desazaguanosin: CAS-Nr.: Vorlage:CASRN, EG-Nr.: , ECHA-InfoCard: Vorlage:ECHA, GESTIS: , PubChem: 135410907, ChemSpider: .html , DrugBank: , Wikidata: Q82963047.</ref> an dem ein Cyclopentenring über eine Aminomethylgruppe angefügt wurde. Es kommt als Bestandteil des Nukleosids Queuosin (Q) in der tRNA vor.

Geschichte und Eigenschaften

Queuine wurde erstmals im Fruchtwasser von Rindern entdeckt. Später wurde festgestellt, dass es bis auf wenige Ausnahmen im gesamten eukarylischen und eubakteriellen Reich vorkommt. Queuine ist insofern ungewöhnlich, als es im Gegensatz zu den meisten modifizierten Nukleotiden, die durch Modifikationen der genetisch kodierten Nukleotide entstehen, durch Transglykosylierung in die RNA eingebaut wird. Die Modifikation von Queuine unterscheidet sich je nach Art des betrachteten Organismus. Eukaryonten bauen Queuine in die RNA ein, während Eubakterien preQ1 einbauen, das dann zu Queuine modifiziert wird. Es ist seit langem bekannt, dass Queuine in der Wobble-Position von vier tRNAs vorkommt: Asparaginsäure, Asparagin, Histidin und Tyrosin. Spätere In-vitro-Studien mit der Transglykosylase von Escherichia coli haben jedoch gezeigt, dass Queuine auch in anderen RNA-Arten vorkommen kann.<ref name="Brooks">Allen F. Brooks, George A. Garcia, H. D. Hollis Showalter: A short, concise synthesis of queuine. In: Tetrahedron Letters. Band 51, Nr. 32, 2010, S. 4163–4165, doi:10.1016/j.tetlet.2010.06.008. </ref><ref></ref>

Gewinnung und Darstellung

Es gibt mindestens vier bekannte Synthesen von Queuin. Die Synthese von Kondo et al. erfolgt über eine Schiffsche Base zwischen einem geschützten Pyrrolopyrimidinaldehyd und einem geschützten Amin der Queuinseitenkette in insgesamt 19 Schritten. Die Synthese von Akimoto et al. ist wesentlich kürzer und erfolgt über eine Mannich-Reaktion, bei der die geschützte Seitenkette des Queuins regioselektiv in die C-5-Position eines Pyrrolopyrimidin-Vorläufers eingebaut wird. Ihr größter Nachteil ist, dass mehrere Äquivalente der Seitenkette in einer Schlüsselaustauschreaktion benötigt werden. Bei der Synthese von Barnett und Grubb wird das Molekül auf andere Weise getrennt, und zwar durch eine Mitsunobu-Reaktion zur Einführung der Cyclopentenylamin-Seitenkette und eine anschließende Cyclokondensationsreaktion zum Aufbau des heterocyclischen Kernstücks. Dieses Verfahren ist zwar relativ einfach und effizient, erfordert aber 11 konsekutive Schritte. Eine außergewöhnlich kurze und ertragreiche Synthese von Queuin aus leicht verfügbaren Vorläufern ist ebenfalls bekannt. Sie nutzt eine Strategie, bei der leicht zugängliche Vorläufer-Moleküle der Seitenkette und des Heterozyklus über eine reduktive Aminierung kondensiert werden, gefolgt von einem globalen Deprotektionsschritt.<ref name="Brooks" />

Verwendung

Queuin wurde als Inhaltsstoff von Kosmetika zur Verzögerung der Hautalterung patentiert.<ref>Patent EP2958547B1: Kosmetische Verwendung von Queuin. Angemeldet am 18. Februar 2014, veröffentlicht am 23. Oktober 2019, Anmelder: Amabiotics, Erfinder: Antoine Danchin, Agnieszka Sekowska.‌</ref>

Literatur

• Walter R. Farkas: Queuine, The Q-Containing tRNAs and the Enzymes Responsible for Their Formation; Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids, 1983, 2 (1), S. 1–20 (doi:10.1080/07328318308078845).
• Hiroshi Akimoto, Eiko Imamiya, Takenori Hitaka, Hiroaki Nomura, Susumu Nishimura: Synthesis of Queuine, the Base of Naturally Occurring Hypermodified Nucleoside (Queuosine), and Its Analogues; J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1988, S. 1637–1644 (doi:10.1039/P19880001637).
• Charles J. Barnett, Lana M. Grubb: Total Synthesis of Q-Base (Queuine); Tetrahedron, 2000, 56 (47), S. 9221–9225 (doi:10.1016/S0040-4020(00)00895-4).
• Florian Klepper: Synthese der natürlichen tRNA Nukleosidmodifikationen Queuosin und Archaeosin, Dissertation, München 2007 (PDF; 5,1 MB), S. 25–28.
• Allen F. Brooks, George A. Garcia, H. D. Hollis Showalter: A Short, Concise Synthesis of Queuine; Tetrahedron Letters, 2010, 51 (32), S. 4163–4165 (doi:10.1016/j.tetlet.2010.06.008; PDF).

Weblinks

• Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der Human Metabolome Database (HMDB)Vorlage:Abrufdatum

Einzelnachweise

<references />

Externe Links zu erwähnten Verbindungen

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