チアミンピロリン酸

Thiamine pyrophosphate/ja
Names
	IUPAC name 2-[3-[(4-amino-2-methylpyrimidin-5-yl)methyl]-4-methyl-1,3-thiazol-3-ium-5-yl]ethyl phosphono hydrogen phosphate
	Other names Thiamine diphosphate
Identifiers
CAS Number	136-08-3 ;
3D model (JSmol)	Interactive image;
ChEBI	CHEBI:9532;
ChemSpider	10670483 ;
KEGG	C00068;
MeSH	Thiamine+pyrophosphate
PubChem CID	1132;
UNII	Q57971654Y ;
	InChI 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 Key: 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 Key: NBSUTVXQOGUTJX-REWHXWOFAB;
	SMILES Cc2ncc(C[n+]1csc(CCOP(=O)(O)OP(=O)(O)O)c1C)c(N)n2;
Properties
Chemical formula	C12H19N4O7P2S+
Molar mass	425.314382 g/mol

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は、酵素によって生成されるチアミン（ビタミンB₁）の誘導体である。[チアミンジホスホキナーゼ]]によって生成される。チアミン・ピロリン酸は補因子であり、すべての生体系に存在し、いくつかの生化学反応を触媒する。

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、分岐鎖ケト酸デヒドロゲナーゼの活性に必要である。現在までに、ThPPとThMPのミトコンドリア輸送を担うものとして、酵母ThPPキャリアー（Tpc1p）、ヒトTpc、ショウジョウバエが同定されている。ThPPは、食事療法におけるチアミンの欠乏に起因する末梢神経系の病気脚気との関連性から、ヒトの必須栄養素（ビタミン）として初めて発見された。

TPPは多くの酵素反応において補酵素として働く：

化学

TPPの「イリド型」

化学的には、TPPはピリミジン環から成り、その環はチアゾール環に接続され、さらにその環はピロリン酸（第二リン酸）官能基に接続されている。

TPP分子で最もよく反応に関与する部分は、窒素と硫黄を含むチアゾール環である。したがって、チアゾール環は分子の「試薬部分」である。この環のC2は、その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る。通常、カルバニオンを形成する反応は非常に不利であるが、カルバニオンのすぐ隣の4価の窒素上の正電荷が負電荷を安定化させ、反応をより有利にする。隣接する原子に正と負の電荷を持つ化合物はイリドと呼ばれるので、TPPのカルバニオン型を「イリド型」と呼ぶこともある。

反応のメカニズム

ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ、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（基質化合物の、カルボニル基と隣接する反応性基-通常はカルボン酸またはアルコール-をつなぐ炭素-炭素結合の開裂）を触媒する。これは4つの基本的なステップで達成される：

The carbanion of the TPP ylid nucleophilically attacks the carbonyl group on the substrate. (This forms a single bond between the TPP and the substrate.)
The target bond on the substrate is broken, and its electrons are pushed towards the TPP. This creates a double bond between the substrate carbon and the TPP carbon and pushes the electrons in the N-C double bond in TPP entirely onto the nitrogen atom, reducing it from a positive to neutral form.
In what is essentially the reverse of step two, the electrons push back in the opposite direction forming a new bond between the substrate carbon and another atom. (In the case of the decarboxylases, this creates a new carbon-hydrogen bond. In the case of transketolase, this attacks a new substrate molecule to form a new carbon-carbon bond.)
In what is essentially the reverse of step one, the TPP-substrate bond is broken, reforming the TPP ylid and the substrate carbonyl.

The TPP thiazolium ring can be deprotonated at C2 to become an ylid.
A full view of TPP. The arrow indicates the acidic proton.

こちらも参照

TPP riboswitch/ja

外部リンク

UIC.edu