stringtranslate.com

Пирофосфат тиамина

Тиаминпирофосфат ( TPP или ThPP ), или тиаминдифосфат ( ThDP ), или кокарбоксилаза [1] — производное тиамина (витамина B1 ) , которое вырабатывается ферментом тиаминдифосфокиназой . Тиаминпирофосфат — это кофактор , присутствующий во всех живых системах, в которых он катализирует несколько биохимических реакций.

Тиаминпирофосфат синтезируется в цитозоле и требуется в цитозоле для активности транскетолазы и в митохондриях для активности пируват-, оксоглутарат- и дегидрогеназ кетокислот с разветвленной цепью. На сегодняшний день дрожжевой носитель ThPP (Tpc1p), человеческий Tpc и Drosophila melanogaster были идентифицированы как ответственные за митохондриальный транспорт ThPP и ThMP. [2] [3] [4] Впервые он был обнаружен как необходимое питательное вещество ( витамин ) у людей благодаря его связи с заболеванием периферической нервной системы бери-бери , которое возникает из-за дефицита тиамина в рационе . [5]

ТПФ действует как кофермент во многих ферментативных реакциях, таких как:

Химия

«Илидная форма» ТПП.

Химически ТФП состоит из пиримидинового кольца, соединенного с тиазольным кольцом, которое, в свою очередь, соединено с пирофосфатной (дифосфатной) функциональной группой .

Часть молекулы TPP, которая чаще всего участвует в реакциях, — это тиазольное кольцо, которое содержит азот и серу . Таким образом, тиазольное кольцо является «реагентной частью» молекулы. C2 этого кольца способен действовать как кислота, отдавая свой протон и образуя карбанион . [7] Обычно реакции, в которых образуются карбанионы, крайне неблагоприятны, но положительный заряд на четырехвалентном азоте, непосредственно прилегающем к карбаниону, стабилизирует отрицательный заряд, делая реакцию гораздо более благоприятной. [7] Соединение с положительными и отрицательными зарядами на соседних атомах называется илидом , поэтому иногда карбанионная форма TPP упоминается как «илидная форма». [5] [8]

Механизмы реакции

В нескольких реакциях, включая реакцию пируватдегидрогеназы, альфа-кетоглутаратдегидрогеназы и транскетолазы, TPP катализирует обратимую реакцию декарбоксилирования (т. е. расщепление субстратного соединения по углерод-углеродной связи, соединяющей карбонильную группу с соседней реакционноспособной группой — обычно карбоновой кислотой или спиртом ). Это достигается за четыре основных этапа:

  1. Карбанион илида ТПФ нуклеофильно атакует карбонильную группу субстрата. (Это образует одинарную связь между ТПФ и субстратом.)
  2. Целевая связь на подложке разрывается, и ее электроны выталкиваются в сторону TPP. Это создает двойную связь между углеродом подложки и углеродом TPP и выталкивает электроны в двойной связи NC в TPP полностью на атом азота, восстанавливая его из положительной в нейтральную форму.
  3. В том, что по сути является обратной стадией второго этапа, электроны отталкиваются в противоположном направлении, образуя новую связь между углеродом субстрата и другим атомом. (В случае декарбоксилаз это создает новую связь углерод-водород. В случае транскетолазы это атакует новую молекулу субстрата, образуя новую связь углерод-углерод.)
  4. По сути, это обратный шаг по сравнению с первым: связь TPP-субстрат разрывается, в результате чего образуются илид TPP и карбонил субстрата.

Механизм ТТП

Тиазолиевое кольцо TPP может быть депротонировано в положении C2 и превратиться в илид :

Полный вид TPP. Стрелка указывает на кислотный протон.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Петржак I (1995). «[Витаминные нарушения при хронической почечной недостаточности. I. Водорастворимые витамины]». Пшеглад Лекарский (на польском языке). 52 (10): 522–5. ПМИД  8834846.
  2. ^ Marobbio, CMT; Vozza, A.; Harding, M.; Bisaccia, F.; Palmieri, F.; Walker, JE (2002-11-01). «Идентификация и восстановление дрожжевого митохондриального транспортера тиаминпирофосфата». The EMBO Journal . 21 (21): 5653–5661. doi :10.1093/emboj/cdf583. ISSN  0261-4189. PMC 131080. PMID 12411483  . 
  3. ^ Якопетта, Доменико; Карризи, Кьяра; Де Филиппис, Джузеппина; Кальканьиле, Валерия М.; Каппелло, Анна Р.; Чименто, Адель; Курсио, Розита; Санторо, Антонелла; Возза, Анджело (01 марта 2010 г.). «Биохимические свойства митохондриального носителя тиаминпирофосфата Drosophila melanogaster». Журнал ФЭБС . 277 (5): 1172–1181. дои : 10.1111/j.1742-4658.2009.07550.x . ISSN  1742-4658. ПМИД  20121944.
  4. ^ Lindhurst, Marjorie J.; Fiermonte, Giuseppe; Song, Shiwei; Struys, Eduard; Leonardis, Francesco De; Schwartzberg, Pamela L.; Chen, Amy; Castegna, Alessandra; Verhoeven, Nanda (2006-10-24). "Выключение Slc25a19 приводит к истощению митохондриального тиаминпирофосфата, эмбриональной летальности, порокам развития ЦНС и анемии". Труды Национальной академии наук . 103 (43): 15927–15932. Bibcode : 2006PNAS..10315927L. doi : 10.1073/pnas.0607661103 . ISSN  0027-8424. PMC 1595310. PMID  17035501 . 
  5. ^ ab Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel (2006). Введение в органические лабораторные методы (4-е изд.) . Thomson Brooks/Cole. стр. 304–5. ISBN 978-0-495-28069-9.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ "PDBs for Biochemistry". Georgia State University. Архивировано из оригинала 2011-07-16 . Получено 2009-02-07 .
  7. ^ ab Begley, Tadhg P.; Ealick, Steven E. (2010-01-01), Liu, Hung-Wen (Ben); Mander, Lew (ред.), "7.15 - Тиамин Биосинтез", Comprehensive Natural Products II , Oxford: Elsevier, стр. 547–559, doi :10.1016/b978-008045382-8.00148-9, ISBN 978-0-08-045382-8, получено 2020-12-16
  8. ^ Voet, Дональд; Джудит Voet; Шарлотта Пратт (2008). Основы биохимии . John Wiley & Sons Inc. стр. 508. ISBN 978-0-470-12930-2.

Внешние ссылки