Тіамінпірофосфат (тіаміндифосфат, кокарбоксилаза) - тіамінсодержащій кофермент ряду ферментів окисного і неокислювального декарбоксилирования α-кетокислот (піровиноградної і а-кетоглютарової кислот) і обміні α-кетосахаров. Застосовується в медицині.
У поєднанні з білком і іонами магнію входить до складу ферменту карбоксилази, що каталізує карбоксилювання і декарбоксилювання a-кетокислот (наприклад, в перетворенні піровиноградної кислоти в ацетилкофермент А). У всіх випадках відбувається розрив С-С зв'язку, суміжній з кетогруппу субстрату. [1]
Є готовою формою коферменту. утворюється з тіаміну в процесі його перетворення в організмі. [2]
Може каталізувати деякі реакції без участі білкового компонента. [1]
Історія відкриття
Вперше ферментативне декарбоксилювання α-кетокислот було описано Нойберг в 1911 р [3]. продемонстрував, що екстракт з дріжджів розщеплює пировиноградную кислоту на ацетальдегід і вуглекислий газ. Разом з тим, якщо дріжджі попередньо промивали лужним фосфатним буфером, то такий екстракт не виявляв декарбоксилируется активності, однак активність відновлювалася при додаванні прокипяченного екстракту свіжих дріжджів. Термостабільний фактор екстракту, необхідний для ферментативного декарбоксилювання піровиноградної кислоти, був названий кокарбоксилазой (до -фермент карбоксілази).
У 1926 р Янсен і Донат виділили в чистому вигляді тіамін [4]. в 1937 р Ломан і Шустер виділили чисту «кокарбоксилазу» - діалізуємих кофактор окисного декарбоксилювання піровиноградної кислоти ферментами дріжджів [5]. вона була ідентифікована як похідне тіаміну - тіамінпірофосфат.
Механізм каталітичної дії
Реакційним центром в тіаміну є вуглецевий атом в положенні 2 тіазольного кільця. Тіазольного фрагмент тіаміну є четвертичной тіазоліевой сіллю, кватернізованной по атому азоту. Солі тіазоли, незаміщені в положенні 2, здатні втрачати протон з утворенням ілідів.
Такі іліди здатні реагувати з карбонільних групами кетокислот і альдегідів з утворенням відповідних 2-тіазолілкарбінолов. Ці сполуки є проміжними продуктами в різних ферментативних реакціях. Так, наприклад, піровиноградна кислота та інші α-кетокислот реагують з тіамінпірофосфат, утворюючи відповідні карбінолу - продукти приєднання, які потім швидко декарбоксилируется і розщеплюються, утворюючи альдегіди і вихідний тіамінпірофосфат:
КФ 1.2.1.58 фенілгліоксалатдегідрогеназа (ацилуючий)
фенілгліоксалат + NAD + + CoA-SH = бензоил-S-CoA + CO2 + NADH
КФ 1.2.2.2 піруватдегідрогеназа (цитохром)
піруват + ферріцітохром b1 + H2 0 = ацетат + CO2 + ферріцітохром b1
КФ 1.2.3.3 піруватоксідаза
КФ 1.2.4.1 піруватдегідрогеназа (ліпоамід)
Компонент піруватдегідрогназного комплексу
КФ 1.2.4.2 оксіглутаратдегідрогеназа (ліпоамід)
Компонент піруватдегідрогназного комплексу
КФ 1.2.4.4 3-метил-2-оксобутірат дегидрогеназа (ліпоамід)
КФ 1.2.7.1 піруватсінтаза
КФ 1.2.7.7 2-оксоізовалерат ферредоксин редуктаза:
КФ 1.2.7.8 індолілпіруват ферредоксин оксидоредуктаза:
КФ 1.2.7.9 2-оксоглутарат ферредоксин оксидоредуктаза
КФ 2.2.1.1 транскетолаза
sedoheptulose 7-фосфат + D-глицеральдегид 3-фосфат = D-рибоза 5-фосфат + D-ксилулозо 5-фосфат
КФ 2.2.1.3 формальдегід транскетолаза
D-ксилулозо-5-фосфат + формальдегід = глицеральдегид 3-фосфат + glycerone
КФ 2.2.1.4 ацетоін-рибоза-5-фосфат трансальдолаза
3-гідроксібутан-2-он + D-ribose 5-фосфат = ацетальдегід + 1-дезокси-D-altro-heptulose 7-фосфат
КФ 2.2.1.5 2-гідрокси-3-оксоадіпат синтаза
2-оксоглутарат + гліоксілат = 2-гідрокси-3-оксоaдіпат + CO2
КФ 2.2.1.6 ацетолактат синтаза
2 піруват = 2-ацетолактат + CO2
КФ 2.2.1.7 1-дезокси-D-ксилулозо-5-фосфат синтаза
піруват + D-глицеральдегид-3-фосфат = 1-дезокси-D-ксилулозо-5-фосфат + CO2
КФ 2.5.1.64 6-гідрокси-2-сукцінілціклогекса-2,4-дієн-1-карбоксилат синтаза
2-оксоглутарат + ізохорізмат (1S, 6R) -6-гідрокси-2-сукцінілціклогекса-2,4-дієн-1-карбоксилат + піруват + CO
КФ 2.7.4.15 тіамін-дифосфат киназа
ATP + тіамін дифосфат = ADP + тіамін трифосфат
КФ 2.7.4.16 тіамін-фосфат киназа
ATP + тіамін фосфат = ADP + тіамін дифосфат
КФ 2.7.6.2 тіамін діфосфокіназа
ATP + тіамін = AMP + тіамін дифосфат
КФ 3.6.1.15 нуклеозид-тріфосфатаза
NTP + H2 0 = NDP + фосфат
КФ 3.6.1.28 тіамін-тріфосфатаза
тіамін трифосфат + H2 0 = тіамін дифосфат + фосфат
КФ 4.1.1.1 піруват декарбоксилаза
2-оксокислот = альдегід + CO2 також каталізує утворення ацілоінов з альдегідів
КФ 4.1.1.7 бензоілформіат декарбоксилаза
бензілформіат = бенегідзальд + CO2
КФ 4.1.1.8 оксаліл-CoA декарбоксилаза
оксаліл-CoA = форміл-CoA + CO2
КФ 4.1.1.71 2-оксоглутарат декарбоксилаза
2-оксоглутарат = напівальдегід бурштинової кислоти + CO2
КФ 4.1.1.74 індолілпіруват декарбоксилаза
3- (індол-3-іл) піруват = 2 (індол-3-іл) ацетальдегід + CO2
КФ 4.1.1.75 5-Гуанідин-2-оксопентаноат декарбоксилаза
5-Гуанідин-2-оксо-пентаноат = 4-гуанідінобутаналь + CO2
КФ 4.1.1.79 сульфопіруват декарбоксилаза
3-сульфоoпіруват = 2-сульфоацетальдегід + CO2
КФ 4.1.2.9 фосфокетолаза
D-ксилулозо-5-фосфат + фосфат = ацетілфосфат + D-глицеральдегид-3-фосфат + H2 0
КФ 4.1.2.38 бензоин альдолаза
2-гідрокси-1,2-діфенілетанон = 2 бензальдегід
медичне застосування
Застосовується в медицині під назвою «кокарбоксилаза». Синоніми: Berolase, Bioxilasi, B-Neuran, Cobilasi, Cocarbil, Cocarbosyl, Cocarboxylase, Coenzyme B, Cothiamine, Diphosphothiamin, Pyruvodehydrase і ін.
Зазвичай кокарбоксилаза застосовується як компонент комплексної терапії. Вводять її внутрішньом'язово, іноді під шкіру або внутрішньовенно. [2]
Кокарбоксилаза зменшує болю при стенокардії. виявляє антиаритмічну дію, зменшує ацидоз при діабеті. [1] Надає регулюючу дію на обмінні процеси; знижує в організмі рівень молочної і піровиноградної кислоти, покращує засвоєння глюкози; покращуєтрофіку нервової тканини, сприяє нормалізації функції серцево-судинної системи. [6]
За біологічній дії кокарбоксилаза відрізняється від тіаміну, так, наприклад, вона неефективна при бери-бери (В1-авітамінозі). [7]
- гіперглікемічна кома, прекоматозний стан і ацидоз при цукровому діабеті
- ацидоз метаболічний, дихальний при хронічному серцево-легеневому синдромі
- дихальна недостатність
- порушення серцевого ритму (екстрасистолія, бігемінія, пароксизмальнатахікардія, миготлива аритмія)
- недостатність печінки або нирок
- недостатність коронарного кровообігу
- інфаркт міокарда
- легкі форми розсіяного склерозу
- прееклампсіческіе стану
- еклампсія
- отруєння алкоголем і хронічний алкоголізм
- отруєння наперстянкою, барбітуратами та іншими метаболітами шляхом оксидативного
- вспомогательно при дифтерії, скарлатині, тифі та паратифах
Для медичного застосування кокарбоксилаза випускається у вигляді кокарбоксилази гідрохлориду (0,05 г) для ін'єкцій (Сocarboxylasi hydrochlridum 0,05 pro injectionibus). Являє собою ліофілізований суху пористу масу білого кольору зі слабким специфічним запахом. Препарат гігроскопічний, легко розчинний у воді (рН 2,5% розчину 1,2 - 1,9). Розчини готують асептично безпосередньо перед вживанням. [2]
Примітки
тіамінпірофосфат - тіамінпірофосфат ... Орфографічний словник-довідник
Тіамінпірофосфат - то ж, що кокарбоксилаза ... Великий Енциклопедичний словник
тіамінпірофосфат - то ж, що кокарбоксилаза. * * * Тіамінпірофосфат тіамінпірофосфат, то ж, що кокарбоксилаза (див. Кокарбоксилазу) ... Енциклопедичний словник
Тіамінпірофосфат - тіамін дифосфат, кокарбоксилаза, кофермент, що бере участь у ферментативних перетвореннях α кетокислот і кетосахаров; присутній у всіх тваринних і рослинних тканинах, а також в мікроорганізмах. Каталітична активність Т ... Велика радянська енциклопедія
Тіамінпірофосфат - то ж, що кокарбоксилаза ... Природознавство. енциклопедичний словник
Кокарбоксилаза - тіамінпірофосфат, пірофосфорна ефір Тіаміну (вітаміну B1); кофермент (Див. Коферменти), який бере участь в реакціях неокислювального і окисного декарбоксилювання (Див. Декарбоксилирование) α кетокислот (наприклад, в перетворенні ... ... Велика радянська енциклопедія