2) дезаминирования аминокислот
3) декарбоксилирования аминокислот
4) образования аминоациладенилатов
Тиаминдифосфат, или тиаминпирофосфат, представляет собой активную коферментную форму витамина B1. Его тиазолиевое кольцо образует реакционноспособный карбанион, который связывается с карбонильной группой α-кетокислоты, стабилизирует промежуточное соединение и обеспечивает отщепление углекислого газа. Этот механизм лежит в основе как простого, так и окислительного декарбоксилирования α-кетокислот.
Тиаминдифосфат входит в состав пируватдегидрогеназного и α-кетоглутаратдегидрогеназного комплексов, участвующих соответственно в превращении пирувата в ацетил-КоА и α-кетоглутарата в сукцинил-КоА. Он также необходим дегидрогеназному комплексу разветвлённых α-кетокислот, образующихся при катаболизме лейцина, изолейцина и валина. Кроме того, тиаминдифосфат служит коферментом транскетолазы пентозофосфатного пути, однако ключевым признаком в данном случае является его участие именно в реакциях с α-кетокислотами.
| Биохимический процесс | Основной кофермент или субстрат | Характерный пример | Отличительный признак |
|---|---|---|---|
| Окислительное декарбоксилирование α-кетокислот | Тиаминдифосфат | Пируват → ацетил-КоА | Отщепление CO2 с переносом двухуглеродного фрагмента |
| Декарбоксилирование α-кетоглутарата | Тиаминдифосфат | α-Кетоглутарат → сукцинил-КоА | Реакция цикла трикарбоновых кислот |
| Катаболизм разветвлённых аминокислот | Тиаминдифосфат | Окисление разветвлённых α-кетокислот | Происходит после трансаминирования лейцина, изолейцина и валина |
| Декарбоксилирование аминокислот | Пиридоксальфосфат | Образование гистамина, серотонина, ГАМК | Субстратом является аминокислота, а не α-кетокислота |
| Окислительное дезаминирование аминокислот | ФАД или НАД+ | Глутамат → α-кетоглутарат и NH3 | Удаляется аминогруппа с образованием аммиака |
| Образование аминоациладенилата | АТФ и аминоацил-тРНК-синтетаза | Активация аминокислоты перед синтезом белка | Формируется промежуточный комплекс аминокислота–АМФ |
| Перенос двухуглеродных фрагментов | Тиаминдифосфат | Транскетолазная реакция | Компонент неокислительной фазы пентозофосфатного пути |
При дефиците витамина B1 активность тиаминзависимых ферментов снижается, что приводит к накоплению пирувата и лактата и уменьшению образования АТФ. Наиболее чувствительны к энергетическому дефициту нервная ткань и миокард, поэтому возможны полинейропатия, энцефалопатия Вернике и сердечная недостаточность. Активность транскетолазы эритроцитов может использоваться как лабораторный показатель обеспеченности организма тиамином. Таким образом, связь тиаминдифосфата с метаболизмом α-кетокислот имеет как фундаментальное биохимическое, так и клиническое значение.