El pirofosfato de tiamina ( TPP o ThPP ), o difosfato de tiamina ( ThDP ) o cocarboxilasa [1] es un derivado de tiamina (vitamina B 1 ) que es producido por la enzima tiamina difosfocinasa . El pirofosfato de tiamina es un cofactor presente en todos los sistemas vivos, en el que cataliza varias reacciones bioquímicas .
Nombres | |
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Nombre IUPAC 2- [3 - [(4-amino-2-metilpirimidin-5-il) metil] -4-metil-1,3-tiazol-3-io-5-il] etilfosfono hidrógeno fosfato | |
Otros nombres Difosfato de tiamina | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Malla | Tiamina + pirofosfato |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 12 H 19 N 4 O 7 P 2 S + | |
Masa molar | 425,314382 g / mol |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
El pirofosfato de tiamina se sintetiza en el citosol y se requiere en el citosol para la actividad de la transcetolasa y en las mitocondrias para la actividad de las deshidrogenasas de piruvato, oxoglutarato y cetoácido de cadena ramificada. Hasta la fecha, el portador de ThPP de levadura (Tpc1p), la Tpc humana y la Drosophila melanogaster se han identificado como responsables del transporte mitocondrial de ThPP y ThMP. [2] [3] [4] Se descubrió por primera vez como un nutriente esencial ( vitamina ) en los seres humanos a través de su vínculo con la enfermedad del sistema nervioso periférico beriberi , que resulta de una deficiencia de tiamina en la dieta . [5]
TPP funciona como coenzima en muchas reacciones enzimáticas, como:
- Complejo de piruvato deshidrogenasa [6]
- Piruvato descarboxilasa en fermentación de etanol
- Complejo alfa-cetoglutarato deshidrogenasa
- Complejo de aminoácidos deshidrogenasa de cadena ramificada
- 2-hidroxiftanoil-CoA liasa
- Transcetolasa
Química
Químicamente, TPP consiste en un anillo de pirimidina que está conectado a un anillo de tiazol , que a su vez está conectado a un grupo funcional pirofosfato (difosfato) .
La parte de la molécula de TPP que participa con mayor frecuencia en las reacciones es el anillo de tiazol, que contiene nitrógeno y azufre . Por tanto, el anillo de tiazol es la "porción de reactivo" de la molécula. El C2 de este anillo es capaz de actuar como ácido donando su protón y formando un carbanión . [7] Normalmente, las reacciones que forman carbaniones son muy desfavorables, pero la carga positiva en el nitrógeno tetravalente adyacente al carbanión estabiliza la carga negativa, lo que hace que la reacción sea mucho más favorable. [7] Un compuesto con cargas positivas y negativas en átomos adyacentes se llama iluro , por lo que a veces la forma carbanión de TPP se denomina "forma iluro". [5] [8]
Mecanismos de reacción
En varias reacciones, incluida la de piruvato deshidrogenasa, alfa-cetoglutarato deshidrogenasa y transcetolasa, TPP cataliza la reacción de descarboxilación reversible (también conocida como escisión de un compuesto de sustrato en un enlace carbono-carbono que conecta un grupo carbonilo con un grupo reactivo adyacente, generalmente un grupo carboxílico). ácido o alcohol ). Lo logra en cuatro pasos básicos:
- El carbanión del ilido TPP ataca nucleofílicamente al grupo carbonilo del sustrato. (Esto forma un enlace simple entre el TPP y el sustrato).
- El enlace objetivo en el sustrato se rompe y sus electrones son empujados hacia el TPP. Esto crea un doble enlace entre el carbono del sustrato y el carbono TPP y empuja los electrones en el doble enlace NC en TPP completamente hacia el átomo de nitrógeno, reduciéndolo de una forma positiva a neutra.
- En lo que es esencialmente el reverso del paso dos, los electrones retroceden en la dirección opuesta formando un nuevo enlace entre el carbono del sustrato y otro átomo. (En el caso de las descarboxilasas, esto crea un nuevo enlace carbono-hidrógeno. En el caso de la transcetolasa, esta ataca una nueva molécula de sustrato para formar un nuevo enlace carbono-carbono).
- En lo que es esencialmente el reverso del paso uno, el enlace TPP-sustrato se rompe, reformando el ilido TPP y el carbonilo del sustrato.
El anillo de tiazolio TPP puede desprotonarse en C2 para convertirse en un ilido.
Una visión completa de TPP. La flecha indica el protón ácido.
Referencias
- ^ Pietrzak I (1995). "[Alteraciones de las vitaminas en la insuficiencia renal crónica. I. Vitaminas solubles en agua]". Przegla̧D Lekarski (en polaco). 52 (10): 522–5. PMID 8834846 .
- ^ Marobbio, CMT; Vozza, A .; Harding, M .; Bisaccia, F .; Palmieri, F .; Walker, JE (1 de noviembre de 2002). "Identificación y reconstitución del transportador mitocondrial de levadura para pirofosfato de tiamina" . El diario EMBO . 21 (21): 5653–5661. doi : 10.1093 / emboj / cdf583 . ISSN 0261-4189 . PMC 131080 . PMID 12411483 .
- ^ Iacopetta, Domenico; Carrisi, Chiara; De Filippis, Giuseppina; Calcagnile, Valeria M .; Cappello, Anna R .; Chimento, Adele; Curcio, Rosita; Santoro, Antonella; Vozza, Angelo (1 de marzo de 2010). "Las propiedades bioquímicas del portador de pirofosfato de tiamina mitocondrial de Drosophila melanogaster" . Diario FEBS . 277 (5): 1172-1181. doi : 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 (24 de octubre de 2006). "Knockout de Slc25a19 causa agotamiento de pirofosfato de tiamina mitocondrial, letalidad embrionaria, malformaciones del SNC y anemia" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 103 (43): 15927-15932. Código bibliográfico : 2006PNAS..10315927L . doi : 10.1073 / pnas.0607661103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1595310 . PMID 17035501 .
- ^ a b Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel (2006). Introducción a las Técnicas Orgánicas de Laboratorio (4ª Ed.) . Thomson Brooks / Cole. págs. 304–5. ISBN 978-0-495-28069-9.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ "PDB para bioquímica" . Universidad Estatal de Georgia. Archivado desde el original el 16 de julio de 2011 . Consultado el 7 de febrero de 2009 .
- ^ a b Begley, Tadhg P .; Ealick, Steven E. (1 de enero de 2010), Liu, Hung-Wen (Ben); Mander, Lew (eds.), "7.15 - Biosíntesis de tiamina" , Comprehensive Natural Products II , Oxford: Elsevier, págs. 547–559, doi : 10.1016 / b978-008045382-8.00148-9 , ISBN 978-0-08-045382-8, consultado el 16 de diciembre de 2020
- ^ Voet, Donald; Judith Voet; Charlotte Pratt (2008). Fundamentos de Bioquímica . John Wiley & Sons Inc. pág. 508 . ISBN 978-0-470-12930-2.
enlaces externos
- UIC.edu