بيروفوسفات الثيامين

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

ثيامين بيروفوسفات ( TPP أو ThPP )، أو ثيامين ثنائي الفوسفات ( ThDP )، أو الكوكاربوكسيلاز [ 1 ] هو مشتق من الثيامين (فيتامين ب 1 ) يُنتج بواسطة إنزيم ثيامين ثنائي الفوسفات كيناز . يُعد ثيامين بيروفوسفات عاملًا مساعدًا موجودًا في جميع الأنظمة الحية، حيث يحفز العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية .

يُصنّع بيروفوسفات الثيامين في السيتوسول ، وهو ضروري في السيتوسول لنشاط إنزيم ترانسكيتولاز، وفي الميتوكوندريا لنشاط إنزيمات نازعة هيدروجين البيروفات، والأوكسوغلوتارات، والأحماض الكيتونية المتفرعة السلسلة. حتى الآن، تم تحديد ناقل بيروفوسفات الثيامين في الخميرة (Tpc1p)، وناقل Tpc البشري، وذبابة الفاكهة ( دروسوفيلا ميلانوغاستر) كمسؤولين عن نقل بيروفوسفات الثيامين وفوسفات الثيامين إلى الميتوكوندريا. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] وقد اكتُشف لأول مرة كعنصر غذائي أساسي ( فيتامين ) في الإنسان من خلال ارتباطه بمرض البري بري ، وهو مرض يصيب الجهاز العصبي المحيطي ، وينتج عن نقص الثيامين في النظام الغذائي . [ 5 ]

يعمل مركب TPP كإنزيم مساعد في العديد من التفاعلات الإنزيمية، مثل:

كيمياء

"شكل الإيليد" من TPP.

كيميائيا، يتكون TPP من حلقة بيريميدين متصلة بحلقة ثيازول ، والتي بدورها متصلة بمجموعة وظيفية بيروفوسفات (ثنائي الفوسفات) .

يُعدّ جزء حلقة الثيازول، الذي يحتوي على النيتروجين والكبريت ، الجزء الأكثر شيوعًا في تفاعلات جزيء TPP . ولذلك، تُعتبر حلقة الثيازول الجزء المتفاعل من الجزيء. تستطيع ذرة الكربون C2 في هذه الحلقة أن تعمل كحمض من خلال منح بروتونها وتكوين أيون كربوني . [ 7 ] عادةً ما تكون التفاعلات التي تُكوّن أيونات كربونية غير مواتية، ولكن الشحنة الموجبة على ذرة النيتروجين رباعية التكافؤ المجاورة للأيون الكربوني تُثبّت الشحنة السالبة، مما يجعل التفاعل أكثر تفضيلًا. [ 7 ] يُطلق على المركب الذي يحتوي على شحنات موجبة وسالبة على ذرات متجاورة اسم الإيليد ، ولذلك يُشار أحيانًا إلى شكل الأيون الكربوني لـ TPP باسم "شكل الإيليد". [ 5 ] [ 8 ]

آليات التفاعل

في العديد من التفاعلات، بما في ذلك تفاعلات نازعة هيدروجين البيروفات، ونازعة هيدروجين ألفا-كيتوغلوتارات، والترانسكيتولاز، يحفز TPP تفاعل إزالة الكربوكسيل العكسي (انشطار مركب الركيزة عند رابطة كربون-كربون تربط مجموعة الكربونيل بمجموعة تفاعلية مجاورة - عادةً ما تكون حمضًا كربوكسيليًا أو كحولًا ). ويتحقق ذلك في أربع خطوات أساسية:

  1. يهاجم الكربانيون الخاص بـ TPP ylid مجموعة الكربونيل الموجودة على الركيزة بشكل نيوكليوفيلي. (يشكل هذا رابطة أحادية بين TPP والركيزة.)
  2. تنكسر الرابطة المستهدفة على الركيزة، وتُدفع إلكتروناتها نحو جزيء TPP. يؤدي هذا إلى تكوين رابطة ثنائية بين ذرة الكربون في الركيزة وذرة الكربون في جزيء TPP، ويدفع الإلكترونات الموجودة في الرابطة الثنائية NC في جزيء TPP بالكامل إلى ذرة النيتروجين، مما يختزلها من حالة موجبة إلى حالة متعادلة.
  3. في خطوة تُعدّ عكس الخطوة الثانية، تدفع الإلكترونات في الاتجاه المعاكس لتكوين رابطة جديدة بين ذرة الكربون في الركيزة وذرة أخرى. (في حالة إنزيمات نزع الكربوكسيل، ينتج عن ذلك رابطة كربون-هيدروجين جديدة. أما في حالة إنزيم ترانسكيتولاز، فيهاجم جزيء ركيزة جديدًا لتكوين رابطة كربون-كربون جديدة).
  4. في ما هو في الأساس عكس الخطوة الأولى، يتم كسر الرابطة بين TPP والركيزة، مما يؤدي إلى إعادة تشكيل ylid TPP وكربونيل الركيزة.
آلية الشراكة عبر المحيط الهادئ

يمكن إزالة البروتون من حلقة الثيازوليوم TPP عند C2 لتصبح ylid :

صورة كاملة لـ TPP. يشير السهم إلى البروتون الحمضي.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ بيترزاك الأول (1995). "[اضطرابات الفيتامينات في القصور الكلوي المزمن. I. الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء]". برزيغلاد ليكارسكي (باللغة البولندية). 52 (10): 522– 5. بميد 8834846 . 
  2. ↑ ماروبيو، سي إم تي؛ فوزا، أ.؛ هاردينغ، م.؛ بيساكيا، ف.؛ بالميري، ف.؛ ووكر، جيه إي (1 نوفمبر 2002). "تحديد وإعادة بناء ناقل الميتوكوندريا في الخميرة لثيامين بيروفوسفات" . مجلة EMBO . 21 (21): 5653-5661 . doi : 10.1093/emboj / cdf583 . ISSN 0261-4189 . PMC 131080. PMID 12411483 .   
  3. ^ ياكوبيتا، دومينيكو؛ كاريسي، كيارا؛ دي فيليبس، جوزيبينا؛ كالكانيل، فاليريا م.؛ كابيلو، آنا ر. شيمنتو، أديل؛ كورسيو، روزيتا؛ سانتورو، أنطونيلا؛ فوزا ، أنجيلو (2010/03/01). "الخصائص البيوكيميائية لحامل الميتوكوندريا ثيامين بيروفوسفات من ذبابة الفاكهة Drosophila melanogaster" . مجلة فيبس . 277 (5): 1172–1181 . دوى : 10.1111/j.1742-4658.2009.07550.x . ردمك 1742-4658 . بميد 20121944 .  
  4. ↑ ليندهيرست، مارجوري جيه؛ فيرمونتي، جوزيبي؛ سونغ، شيوي؛ سترويس، إدوارد؛ ليوناردس، فرانشيسكو دي؛ شوارتزبيرغ، باميلا إل؛ تشين، إيمي؛ كاستيغنا، أليساندرا؛ فيرهوفن، ناندا (24 أكتوبر 2006). "يؤدي تعطيل جين Slc25a19 إلى استنزاف بيروفوسفات الثيامين في الميتوكوندريا، وموت الأجنة، وتشوهات في الجهاز العصبي المركزي، وفقر الدم" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 103 (43): 15927-15932 . Bibcode : 2006PNAS..10315927L . doi : 10.1073/pnas.0607661103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1595310 . PMID 17035501 .   
  5. 1 2 بافيا، دونالد ل.، غاري م. لامبمان، جورج س. كريتز، راندال ج. إنجل (2006). مقدمة في تقنيات المختبر العضوي (الطبعة الرابعة) . تومسون بروكس/كول. الصفحات 304-305 . ISBN  978-0-495-28069-9.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  6. ↑ "قواعد بيانات البروتينات للكيمياء الحيوية" . جامعة ولاية جورجيا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 فبراير 2009 .
  7. 1 2 بيجلي، تادج ب.؛ إيليك، ستيفن إي. (2010-01-01)، "7.15 - التخليق الحيوي للثيامين" ، في ليو، هونغ-وين (بن)؛ ماندر، ليو (محرران)، المنتجات الطبيعية الشاملة II ، أكسفورد: إلسيفير، ص 547-559 ، doi : 10.1016/b978-008045382-8.00148-9 ، ISBN  978-0-08-045382-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 ديسمبر 2020
  8. ↑ فويت، دونالد؛ جوديث فويت؛ شارلوت برات (2008). أساسيات الكيمياء الحيوية . جون وايلي وأولاده، ص 508. ISBN  978-0-470-12930-2.