Tiamíndifosfát

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.
Chemický portál

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]

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]

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.

V 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]

1. Karbanión na ylide TDP pôsobí ako nukleofil a atakuje karbonylovú skupinu substrátu. V procese vzniká väzby TDP na substrát.
2. 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).
3. 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.
4. Nakoniec dochádza k štiepeniu väzby TDP-substrát, čím sa regeneruje ylid TDP a karbonylová skupina na substráte.

• TPP riboswitch

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Thiamine pyrophosphate na anglickej Wikipédii.