チアミンピロリン酸

チアミンピロリン酸
名前
	IUPAC名 2-[3-[(4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル]-4-メチル-1,3-チアゾール-3-イウム-5-イル]エチルホスホノ水素リン酸
	その他の名前チアミン二リン酸
識別子
CAS番号	136-08-3 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:9532;
ケムスパイダー	10670483 ;
ケッグ	C00068;
メッシュ	チアミン+ピロリン酸
パブケム CID	1132;
ユニ	Q57971654Y ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ２０４８４０４;
	インチ InChI=1S/C12H17N4OS.ClH.H4O7P2/c1-8-11(3-4-17)18-7-16(8)6-10-5-14-9(2)15-12(10)13;;1-8(2,3)7-9(4,5)6/h5,7,17H,3-4,6H2,1-2H3,(H2,13,14,15);1H;(H2,1,2,3)(H2,4,5,6)/q+1;;/p-1 キー: NBSUTVXQOGUTJX-UHFFFAOYSA-M ; InChI=1/C12H17N4OS.ClH.H4O7P2/c1-8-11(3-4-17)18-7-16(8)6-10-5-14-9(2)15-12(10)13;;1-8(2,3)7-9(4,5)6/h5,7,17H,3-4,6H2,1-2H3,(H2,13,14,15);1H;(H2,1,2,3)(H2,4,5,6)/q+1;;/p-1 キー: NBSUTVXQOGUTJX-REWHXWOFAB;
	笑顔 Cc2ncc(C[n+]1csc(CCOP(=O)(O)OP(=O)(O)O)c1C)c(N)n2;
プロパティ
化学式	C 12 H 19 N 4 O 7 P 2 S +
モル質量	425.314382 グラム/モル
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

チアミンピロリン酸（TPPまたはThPP）、またはチアミン二リン酸（ThDP）、またはコカルボキシラーゼ^[1]は、チアミンジホスホキナーゼ酵素によって生成されるチアミン（ビタミンB ₁）誘導体です。チアミンピロリン酸は、すべての生体システムに存在する補因子であり、いくつかの生化学反応を触媒します。

チアミンピロリン酸は細胞質で合成され、細胞質ではトランスケトラーゼの活性に、ミトコンドリアではピルビン酸、オキソグルタル酸、分岐鎖ケト酸脱水素酵素の活性に必要です。現在までに、酵母のThPPキャリア（Tpc1p）、ヒトのTpc、およびショウジョウバエが、ThPPとThMPのミトコンドリア輸送に関与していることが確認されています。^[2]^[3]^{[4]チアミンピロリン酸は、}食事中のチアミン欠乏症から生じる末梢神経系疾患である脚気との関連を通じて、ヒトの必須栄養素（ビタミン）として初めて発見されました。^[5]

TPP は、次のような多くの酵素反応において補酵素として機能します。

化学

化学的には、TPP はピリミジン環とチアゾール環で構成され、チアゾール環はピロリン酸（二リン酸）官能基と結合しています。

TPP 分子の反応に最もよく関与する部分は、窒素と硫黄を含むチアゾール環です。したがって、チアゾール環は分子の「試薬部分」です。この環の C2 は、プロトンを供与してカルバニオンを形成することで酸として作用することができます。^[7]通常、カルバニオンを形成する反応は非常に不利ですが、カルバニオンに隣接する四価窒素の正電荷が負電荷を安定化し、反応をはるかに有利にします。^[7]隣接する原子に正電荷と負電荷を持つ化合物はイリドと呼ばれ、TPP のカルバニオン型は「イリド型」と呼ばれることがあります。^[5]^[8]

反応メカニズム

ピルビン酸脱水素酵素、α-ケトグルタル酸脱水素酵素、トランスケトラーゼなどのいくつかの反応において、TPP は可逆的な脱炭酸反応（カルボニル基を隣接する反応基（通常はカルボン酸またはアルコール）に結び付ける炭素-炭素結合での基質化合物の切断）を触媒します。これは 4 つの基本ステップで達成されます。

TPP イリドのカルボアニオンは、基質上のカルボニル基を求核的に攻撃します。（これにより、TPP と基質の間に単結合が形成されます。）
基質上のターゲット結合が切断され、その電子は TPP に向かって押し出されます。これにより、基質炭素と TPP 炭素の間に二重結合が形成され、TPP の NC 二重結合の電子がすべて窒素原子に押し出され、窒素原子が正から中性に還元されます。
本質的にはステップ 2 の逆で、電子は反対方向に押し戻され、基質炭素と別の原子の間に新しい結合が形成されます。(脱炭酸酵素の場合、これによって新しい炭素-水素結合が形成されます。トランスケトラーゼの場合、新しい基質分子を攻撃して新しい炭素-炭素結合を形成します。)
本質的にはステップ 1 の逆で、TPP 基質結合が切断され、TPP イリドと基質カルボニルが再形成されます。

TPPチアゾリウム環はC2で脱プロトン化されてイリドになることができます。

TPP の全体図。矢印は酸性プロトンを示しています。

参照

TPPリボスイッチ

参考文献

^ ピエトザーク 1 世 (1995)。「[慢性腎不全におけるビタミン障害 I. 水溶性ビタミン]」。Przegla̧d Lekarski (ポーランド語)。52 (10): 522-5. PMID 8834846。
^ Marobbio, CMT; Vozza, A.; Harding, M.; Bisaccia, F.; Palmieri, F.; Walker, JE (2002-11-01). 「チアミンピロリン酸の酵母ミトコンドリア輸送体の同定と再構成」. The EMBO Journal . 21 (21): 5653–5661. doi :10.1093/emboj/cdf583. ISSN 0261-4189. PMC 131080. PMID 12411483 .
^ イアコペッタ、ドメニコ;カリーシ、キアラ。デ・フィリッピス、ジュゼッピーナ。カルカニール、ヴァレリア M.カペッロ、アンナ R.キメント、アデル。クルシオ、ロジータ。サントロ、アントネッラ。ヴォッツァ、アンジェロ (2010-03-01)。「キイロショウジョウバエ由来のミトコンドリアチアミンピロリン酸担体の生化学的性質」。FEBSジャーナル。277 (5): 1172–1181。土井: 10.1111/j.1742-4658.2009.07550.x。ISSN 1742-4658。PMID 20121944。
^ Lindhurst, Marjorie J.; Fiermonte, Giuseppe; Song, Shiwei; Struys, Eduard; Leonardis, Francesco De; Schwartzberg, Pamela L.; Chen, Amy; Castegna, Alessandra; Verhoeven, Nanda (2006-10-24). 「Slc25a19 のノックアウトはミトコンドリアのチアミンピロリン酸の枯渇、胎児致死、中枢神経系の奇形、および貧血を引き起こす」。米国科学アカデミー紀要。103 (43): 15927–15932。Bibcode :2006PNAS..10315927L。doi : 10.1073 / pnas.0607661103。ISSN 0027-8424 。PMC 1595310 . PMID 17035501.
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^ 「生化学のためのPDB」ジョージア州立大学。2011年7月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年2月7日閲覧。
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^ ヴォート、ドナルド、ジュディス・ヴォート、シャーロット・プラット（2008年）。生化学の基礎。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社、p.508。ISBN 978-0-470-12930-2。

外部リンク

翻訳

[pmid8834846-1] ピエトザーク 1 世 (1995)。「[慢性腎不全におけるビタミン障害 I. 水溶性ビタミン]」。Przegla̧d Lekarski (ポーランド語)。52 (10): 522-5. PMID 8834846。

[2] Marobbio, CMT; Vozza, A.; Harding, M.; Bisaccia, F.; Palmieri, F.; Walker, JE (2002-11-01). 「チアミンピロリン酸の酵母ミトコンドリア輸送体の同定と再構成」. The EMBO Journal . 21 (21): 5653–5661. doi :10.1093/emboj/cdf583. ISSN 0261-4189. PMC 131080. PMID 12411483 .

[3] イアコペッタ、ドメニコ;カリーシ、キアラ。デ・フィリッピス、ジュゼッピーナ。カルカニール、ヴァレリア M.カペッロ、アンナ R.キメント、アデル。クルシオ、ロジータ。サントロ、アントネッラ。ヴォッツァ、アンジェロ (2010-03-01)。「キイロショウジョウバエ由来のミトコンドリアチアミンピロリン酸担体の生化学的性質」。FEBSジャーナル。277 (5): 1172–1181。土井: 10.1111/j.1742-4658.2009.07550.x。ISSN 1742-4658。PMID 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). 「Slc25a19 のノックアウトはミトコンドリアのチアミンピロリン酸の枯渇、胎児致死、中枢神経系の奇形、および貧血を引き起こす」。米国科学アカデミー紀要。103 (43): 15927–15932。Bibcode :2006PNAS..10315927L。doi : 10.1073 / pnas.0607661103。ISSN 0027-8424 。PMC 1595310 . PMID 17035501.

[Pavia-5] パヴィア、ドナルド L.、ゲイリー M. ランプマン、ジョージ S. クリッツ、ランドール G. エンゲル (2006)。有機実験技術入門 (第 4 版)。トムソン・ブルックス/コール。pp. 304–5。ISBN 978-0-495-28069-9。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[GSU-6] 「生化学のためのPDB」ジョージア州立大学。2011年7月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年2月7日閲覧。

[:0-7] Begley, Tadhg P.; Ealick, Steven E. (2010-01-01), Liu, Hung-Wen (Ben); Mander, Lew (eds.)、「7.15 - チアミン生合成」、Comprehensive Natural Products II、オックスフォード: Elsevier、pp. 547–559、doi :10.1016/b978-008045382-8.00148-9、ISBN 978-0-08-045382-8、 2020年12月16日取得

[Voet-8] ヴォート、ドナルド、ジュディス・ヴォート、シャーロット・プラット（2008年）。生化学の基礎。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社、p.508。ISBN 978-0-470-12930-2。