Pentacycloanammoxsäure
chemische Verbindung
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Pentacycloanammoxsäure ist eine ungewöhnliche Fettsäure. Sie enthält fünf anellierten Cyclobutan-Ringe, diese stehen cis zueinander.[2] Es handelt sich demnach um ein Ladderan.
| Strukturformel | |||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||
| Name | Pentacycloanammoxsäure | ||||||||||||
| Andere Namen |
(+)-Pentacycloanammoxsäure | ||||||||||||
| Summenformel | C20H30O2 | ||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||
| Molare Masse | 302,22 g·mol−1 | ||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||
Vorkommen
Pentacycloanammoxsäure kommt in Membranlipiden von Anammox-Bakterien vor, darunter Kuenenia stuttgartiensis und Candidatus Brocadia anammoxidans.[3][4] Diese Lipide umgeben die Anammoxosomen, in denen der Anammox-Prozess stattfindet. Die Membranen sind sehr kompakt und dicht, unter anderem durch starke London-Kräfte, und bilden eine Barriere gegen die Diffusion kleiner Moleküle.[4]
Biosynthese
34 Gene, die möglicherweise für die Biosynthese von Ladderan-Lipiden (inklusive der Pentacycloanammoxsäure) verantwortlich sind, wurden identifiziert. Diese wurden in Escherichia coli exprimiert, was jedoch nicht zur Biosynthese von Pentacycloanammoxsäure oder anderen Ladderan-Verbindungen geführt hat.[3] Ein ungewöhnliches Acyl-Carrier-Protein, das möglicherweise eine Rolle in der Biosynthese von Ladderanen spielt, wurde ebenfalls identifiziert.[5]
Es wurde vermutet, dass eine mehrfach ungesättigte Fettsäure ein Vorläufer der Pentacycloanammoxsäure ist[3][6], neuere Forschungsergebnisse sprechen allerdings gegen diese Annahme.[7] Vermutlich werden die Fettsäure- und die Ladderan-Struktur separat aufgebaut und dann verbunden.[4][6] Experimente mit 13C-markiertem Acetat haben gezeigt, dass die Alkylkette der Verbindung vermutlich über den gleichen Syntheseweg wie andere Fettsäuren gebildet wird. 13C aus Acetat wurde auch in die Ladderan-Struktur eingebaut, allerdings in einem Muster, das gegen eine Bildung über eine Fettsäure als Zwischenstufe spricht.[6]
Synthese
Eigenschaften
Die Ladderan-Struktur der Pentacycloanammoxsäure hat eine hohe Ringspannung von mindestens 75 kcal/mol, was etwa die dreifache Ringspannung eines Cyclobutan-Moleküls ist. Die Bildungsenthalpie dieser Ladderan-Struktur ist gegenüber einer Referenz von zwei Molekülen 1,3,5-Hexatrien etwa 20 kcal/mol höher.[9]