Tiamíndifosfát
Tiamíndifosfát[1][2][3] (TDP) alebo tiamínpyrofosfát[4][5] (TPP) je derivát tiamínu (vitamínu B1), ktorý vzniká pôsobením enzýmu tiamíndifosfokinázy. TDP je kofaktor prítomný vo všetkých živých systémoch, v ktorých katalyzuje niekoľko chemických reakcií. Vyskytuje sa ako dôležitý kofaktor v metabolizme glukózy, účastní sa dekarboxylačných reakcií a je nutný pre aktivitu transketoláz.[4][5] Keďže sa ako koenzým účastní dekarboxylačných reakcií, nazýval sa i kokarboxyláza.[1] TDP sa syntetizuje v cytozole. Objav TDP ako esenciálnej živiny (vitamínu) u ľudí je spojený s chorobou periférneho nervového systému beri-beri, ktorá vzniká v dôsledku nedostatku tiamínu v potrave.[6][7]
| Tiamíndifosfát | |
 | |
| Všeobecné vlastnosti | |
| Sumárny vzorec | C12H19N4O7P2S+ |
| Synonymá | Kyselina 2-[3-[(4-amino-2-metylpyrimidín-5-yl)metyl]-4-metyl-1,3-tiazól-3-ium-5-yl]etylfosfónohydrogénfosforečná, tiamínpyrofosfát, TDP, TPP |
| Fyzikálne vlastnosti | |
| Molárna hmotnosť | 425,314382 g/mol |
| Ďalšie informácie | |
| Číslo CAS | 136-08-3 |
| Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok. | |
TDP je nutný v mitochondriách pre aktivitu pyruvátdehydrogenázy, oxoglutarátdehydrogenázy a dehydrogenázy rozvetvených ketokyselín. U kvasiniek, ľudí a u mušiek Drosophila melanogaster boli identifikované prenášače, ktoré sú zodpovedná za prenos TDP do mitochondrií.[8][9][10] TDP je koenzýmom mnohých enzýmových reakcií, nachádza sa napríklad v:
- pyruvátdehydrogenázovom komplexe[11]
- pyruvátdekarboxyláze u fermentácie etanolu[12]
- oxoglutarátdehydrogenázovom komplexe
- komplexe dehydrogenázy rozvetvených amimnokyselín[12]
- 2-hydroxyfytanoyl-CoA lyáze
- transketoláze.[12]
Chemické vlastnosti
upraviť
TDP sa skladá z pyrimidínového kruhu, ktorý je spojený s tiazolovým kruhom, ktorý je ďalej spojený z pyrofosfátovou funkčnou skupinou.
Najčastejšie sa chemických reakcií účastní tiazolový kruh, ktorý obsahuje dusík a síru. C2 uhlík tohto kruhu pôsobí ako kyselina, je teda schopný vzdať sa protónu a vytvoriť karbanión.[13] Väčšinou sú reakcie s karbaniónmi nevýhodne, ale v tomto prípade je karbanión stabilizovaný kladným nábojom na vedľajšom dusíku, čím sa táto reakcia stáva omnoho výhodnejšou.[13] Zlúčeniny s kladným a záporným nábojom vedľa seba sa nazývajú ylidy, takže táto forma TDP (s karbaniónom) sa občas nazýva i ylidová forma.[6][12]
-
Tiazolový kruh TDP sa môže deprotonovať na uhlíku C2, čím vzniká ylid. -
Celý vzorec TDP. Šípka ukazuje na uhlík, ktorý je schopný štiepiť protón.
Reakčný mechanizmus
upraviťV niektorých reakciách katalyzuje TDP reverzibilnú dekarboxyláciu (štiepenie C-C väzby, ktorá spája karbonylovú skupinu s vedľajšou reaktívnou skupinou, zvyčajne karboxylovou kyselinou alebo alkoholom). Reakcia prebieha v štyroch základných krokoch:[12]
- Karbanión na ylide TDP pôsobí ako nukleofil a atakuje karbonylovú skupinu substrátu. V procese vzniká väzby TDP na substrát.
- Štiepenie požadovanej väzby substrátu, čím sa presúvajú elektróny smerom k TDP. Tým vzniká dvojitá väzba medzi strubtátovým uhlíkom a uhlíkom TDP. Následne sa presúvajú elektróny z N-C väzby v TDP úplne na dusík, ktorý sa vďaka tomu stáva neutrálnym (bez náboja).
- Potom prebehne v princípe presne opačný proces: elektróny sa presúvajú v opačnom smere, čím sa tvorí väzba medzi uhlíkom substrátu a iným atómom. V prípade dekarboxyláz vzniká C-H väzba; v prípade transketoláz vzniká väzba na novú molekulu substrátu, čím vzniká C-C väzba.
- Nakoniec dochádza k štiepeniu väzby TDP-substrát, čím sa regeneruje ylid TDP a karbonylová skupina na substráte.
Referencie
upraviť- ↑ a b ŠKÁRKA, Bohumil; FERENČÍK, Miroslav. Biochémia. 3. vyd. [s.l.] : [s.n.], 1992. ISBN 80-05-01076-1.
- ↑ Vitamíny a ich úloha v metabolických a funkčných procesoch [online]. zona.fmed.uniba.sk, [cit. 2022-03-26]. Dostupné online. Archivované 2020-10-01 z originálu.
- ↑ Vitamíny skupiny B-časť 1. - Samuel Molnár - (blog.sme.sk) [online]. blog.sme.sk, [cit. 2022-03-26]. Dostupné online.
- ↑ a b Vita Veyxin ® B - komplex (B1 - forte) [online]. www.veyx.sk, [cit. 2022-03-26]. Dostupné online.
- ↑ a b Bld-vitamin B1 (P-Vitamín B1) [online]. www.medirex.sk, [cit. 2022-03-26]. Dostupné online. (po anglicky)
- ↑ a b Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel. Introduction to Organic Laboratory Techniques (4th Ed.). [s.l.] : Thomson Brooks/Cole, 2006. ISBN 978-0-495-28069-9. S. 304–5.
- ↑ VOET, Donald. Biochemistry. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. (4th edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1.
- ↑ Identification and reconstitution of the yeast mitochondrial transporter for thiamine pyrophosphate. The EMBO Journal, 2002-11-01, s. 5653–5661. ISSN 0261-4189. DOI: 10.1093/emboj/cdf583. PMID 12411483. (po anglicky)
- ↑ The biochemical properties of the mitochondrial thiamine pyrophosphate carrier from Drosophila melanogaster. FEBS Journal, 2010-03-01, s. 1172–1181. ISSN 1742-4658. DOI: 10.1111/j.1742-4658.2009.07550.x. PMID 20121944. (po anglicky)
- ↑ Knockout of Slc25a19 causes mitochondrial thiamine pyrophosphate depletion, embryonic lethality, CNS malformations, and anemia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2006-10-24, s. 15927–15932. ISSN 0027-8424. DOI: 10.1073/pnas.0607661103. PMID 17035501. (po anglicky)
- ↑ PDBs for Biochemistry [online]. Georgia State University. Dostupné online. Archivované 2011-07-16 z originálu.
- ↑ a b c d e VOET, Donald; Judith Voet; Charlotte Pratt. Fundamentals of Biochemistry. [s.l.] : John Wiley & Sons Inc, 2008. Dostupné online. ISBN 978-0-470-12930-2. S. 508.
- ↑ a b BEGLEY, Tadhg P.; EALICK, Steven E.. 7.15 - Thiamin Biosynthesis. Oxford : Elsevier, 2010-01-01. DOI: 10.1016/B978-008045382-8.00148-9. Dostupné online. ISBN 978-0-08-045382-8. DOI:10.1016/b978-008045382-8.00148-9 S. 547–559. (po anglicky)
Pozri aj
upraviťZdroj
upraviťTento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Thiamine pyrophosphate na anglickej Wikipédii.