Tiamin pirofosfat

Tiamin pirofosfat (TPP atau ThPP), tiamin difosfat (ThDP), atau kokarboksilase adalah turunan tiamin (vitamin B1) yang diproduksi oleh enzim tiamin difosfokinase. Tiamin pirofosfat adalah kofaktor yang terdapat dalam semua sistem kehidupan, yang mengkatalisis beberapa reaksi biokimia.

Tiamin pirofosfat disintesis di sitosol dan dibutuhkan di sitosol untuk aktivitas transketolase dan di mitokondria untuk aktivitas piruvat, oksoglutarat, dan dehidrogenase asam keto rantai cabang. Hingga saat ini, pembawa ThPP khamir (Tpc1p), Tpc manusia, dan Drosophila melanogaster, telah diidentifikasi sebagai yang bertanggung jawab atas pengangkutan ThPP dan ThMP di mitokondria. Tiamin pertama kali ditemukan sebagai nutrisi esensial (vitamin) pada manusia melalui hubungannya dengan penyakit sistem saraf tepi beri-beri, yang diakibatkan oleh kekurangan tiamin dalam makanan.

TPP bekerja sebagai koenzim dalam banyak reaksi enzimatik, seperti:
Kompleks piruvat dehidrogenase
Dekarboksilase piruvat dalam fermentasi etanol
Kompleks alfa-ketoglutarat dehidrogenase
Kompleks dehidrogenase asam amino rantai cabang
2-hidroksifitanoil-CoA liase
Transketolase
Kimia
class=skin-invert-image|thumb|right|"Bentuk ylida" dari TPP.
Secara kimia, TPP terdiri dari cincin pirimidina yang terhubung ke cincin tiazola, yang pada gilirannya terhubung ke gugus fungsional pirofosfat (difosfat).

Bagian molekul TPP yang paling sering terlibat dalam reaksi adalah cincin tiazol, yang mengandung nitrogen dan belerang. Jadi, cincin tiazol adalah "bagian reagen" dari molekul tersebut. C2 dari cincin ini mampu bertindak sebagai asam dengan menyumbangkan protonnya dan membentuk karbanion. Biasanya, reaksi yang membentuk karbanion sangat tidak menguntungkan, tetapi muatan positif pada nitrogen tetravalen yang berdekatan dengan karbanion menstabilkan muatan negatif, membuat reaksi jauh lebih menguntungkan. Senyawa dengan muatan positif dan negatif pada atom yang berdekatan disebut ylida, sehingga kadang-kadang bentuk karbanion TPP disebut sebagai "bentuk ylida".

Mekanisme reaksi
Dalam beberapa reaksi, termasuk reaksi piruvat dehidrogenase, alfa-ketoglutarat dehidrogenase, dan transketolase, TPP mengkatalisis reaksi dekarboksilasi reversibel (alias pembelahan senyawa substrat pada ikatan karbon-karbon yang menghubungkan gugus karbonil ke gugus reaktif yang berdekatan, biasanya asam karboksilat atau alkohol). Hal ini dicapai melalui empat langkah dasar:
Karbanion ylida TPP secara nukleofilik menyerang gugus karbonil pada substrat. (Ini membentuk ikatan tunggal antara TPP dan substrat.)
Ikatan target pada substrat putus, dan elektronnya didorong ke arah TPP. Hal ini menciptakan ikatan rangkap antara karbon substrat dan karbon TPP dan mendorong elektron dalam ikatan rangkap N-C pada TPP sepenuhnya ke atom nitrogen, sehingga mereduksinya dari bentuk positif menjadi netral.
Dalam apa yang pada dasarnya merupakan kebalikan dari langkah kedua, elektron mendorong kembali ke arah yang berlawanan membentuk ikatan baru antara karbon substrat dan atom lain. (Dalam kasus dekarboksilase, ini menciptakan ikatan karbon-hidrogen baru. Dalam kasus transketolase, ini menyerang molekul substrat baru untuk membentuk ikatan karbon-karbon baru.)
Dalam apa yang pada dasarnya merupakan kebalikan dari langkah pertama, ikatan TPP-substrat diputus, membentuk kembali ylida TPP dan karbonil substrat.
class=skin-invert-image|TPP Mechanism

Cincin tiazolium TPP dapat dideprotonasi pada C2 untuk menjadi ylida:
class=skin-invert-image|400px|left

Tampilan lengkap TPP. Panah menunjukkan proton asam.

class=skin-invert-image|400px|left

Referensi

Pranala luar
UIC.edu

Kategori:Kofaktor
Kategori:Tiazola
Kategori:Pirimidina
Kategori:Tiamin
Kategori:Ester pirofosfat