チアミンピロリン酸
Thiamine pyrophosphate/ja
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| Names | |
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| IUPAC name
2-[3-[(4-amino-2-methylpyrimidin-5-yl)methyl]-4-methyl-1,3-thiazol-3-ium-5-yl]ethyl phosphono hydrogen phosphate
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| Other names
Thiamine diphosphate
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| Identifiers | |
3D model (JSmol)
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| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| KEGG | |
| MeSH | Thiamine+pyrophosphate |
PubChem CID
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| UNII | |
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| Properties | |
| 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：
- ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体
- エタノール発酵におけるピルビン酸脱炭酸酵素
- α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ複合体
- 分岐鎖アミノ酸デヒドロゲナーゼ複合体
- 2-ヒドロキシフィタノイル-CoAリアーゼ
- トランスケトラーゼ
化学
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：
- TPPイリドのカルバニオンは求核攻撃基質のカルボニル基を攻撃する。 （これはTPPと基質の間に単結合を形成する）。
- 基質上の標的結合は切断され、その電子はTPPに向かって押し出される。 これは基質の炭素とTPPの炭素の間に二重結合を作り、TPPのN-C二重結合の電子を完全に窒素原子に押しつけ、窒素原子をプラスから中性に還元する。
- 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たな結合を形成する。（脱炭酸酵素の場合、これは新しい炭素-水素結合を形成する。 トランスケトラーゼの場合、これは新しい基質分子を攻撃し、新しい炭素-炭素結合を形成する）。
- ステップ1とは本質的に逆で、TPP-基質結合が切断され、TPPイリドと基質カルボニルが再構成される。
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TPPチアゾリウム環はC2で脱プロトン化され、イリドになることができる。 -
TPPの全容。 矢印は酸性プロトンを示す。
