焦磷酸硫胺素，英文縮寫為TPP，天然存在于米糠、胚芽、酵母及豆類等中。焦磷酸硫胺素是維生素B1（硫胺素）的輔酶形式，由維生素B1（硫胺素）磷酸化形成；該物質(zhì)也是在細(xì)胞溶質(zhì)內(nèi)合成的一種輔因子，其對細(xì)胞溶質(zhì)轉(zhuǎn)酮酶和線粒體丙酮酸、酮戊二酸和支鏈酮酸脫氫酶的活性維持是必需的。此外，它也可用于腳氣病的預(yù)防、多發(fā)性神經(jīng)炎、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷等癥的治療。
圖1 焦磷酸硫胺素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
性質(zhì)
焦磷酸硫胺素易溶于水，其水溶液pH值顯酸性，難溶于乙醇、丙酮和乙醚。盡管該物質(zhì)在干燥狀態(tài)下是穩(wěn)定的，但是它的水溶液穩(wěn)定性較差，建議現(xiàn)配現(xiàn)用。該物質(zhì)對光和熱敏感，在242 nm波長處有吸收。為了保持其化學(xué)穩(wěn)定性，該物質(zhì)一般要求密封保存在低溫環(huán)境中（2-8度冰箱中）。焦磷酸硫胺素是維生素B1在體內(nèi)存在的主要形式，維生素B1主要存在于豆類、種子外皮、胚芽、酵母、瘦肉當(dāng)中，維生素B1在體內(nèi)功能代謝中起到重要的作用，它是糖代謝重要酶的輔酶。
生物活性
焦磷酸硫胺素是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，在糖代謝中起著重要作用，參與糖的氧化代謝和ATP的產(chǎn)生過程。該物質(zhì)能夠促進(jìn)糖類物質(zhì)的分解和氧化，以供給身體能量。它也是轉(zhuǎn)酮醇酶的一種輔酶，也參與了蛋白質(zhì)代謝過程，能夠促進(jìn)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，以及合成和分解蛋白質(zhì)。另外，該物質(zhì)在神經(jīng)系統(tǒng)中也有重要的作用，能夠促進(jìn)神經(jīng)傳遞物質(zhì)的合成和釋放，維持神經(jīng)系統(tǒng)正常的功能。因此，焦磷酸硫胺素是一種非常重要的輔酶，對人體健康具有重要的影響。缺乏該化合物會導(dǎo)致一系列疾病，如腳氣、缺血性心臟病、腦卒中等。因此建議在日常生活中應(yīng)多食用些富含維生素B1的食物，如豬肝、瘦肉、核桃等。維生素B1對維持正常的神經(jīng)傳導(dǎo)、心臟以及消化系統(tǒng)的正常活動具有重要的作用。缺乏時，易患腳氣病或多發(fā)性神經(jīng)炎等癥。我國規(guī)定可用于嬰幼兒食品，使用量為4～8mg/kg；在谷類及其制品中使用量為3.0～5.0mg/kg；在飲液、乳飲料中使用量為1～2mg/kg。本品可用硝酸硫胺素強(qiáng)化，具體用量須經(jīng)折算。[1]
糖代謝
焦磷酸硫胺素是維生素B1的輔酶形式，參與轉(zhuǎn)醛基反應(yīng)。作為丙酮酸脫氫酶和α酮戊二酸脫氫酶的輔因子，在α酮酸脫羧反應(yīng)中起作用。 其分子的重要特點是它的噻唑環(huán)上氮原子與硫原子之間的碳原子與通常所見的CH基團(tuán)相比，表現(xiàn)出更強(qiáng)的酸性，它可離子化生成負(fù)碳離子，后者容易接受a-酮酸或酮糖的的羰基，而帶正電荷的氮原子作為一個電子庫（election sink）對于穩(wěn)定負(fù)碳離子以及a-酮酸的脫羧作用起重要作用，由于這些酶對于糖代謝具有十分重要的作用，故與糖的分解供能過程關(guān)系密切。該物質(zhì)是神經(jīng)組織的能量主要供給源，一旦出現(xiàn)缺乏維生素B1時，能量供應(yīng)障礙，乳酸一丙酮酸堆積，產(chǎn)生多發(fā)性神經(jīng)炎，表現(xiàn)感覺異常、四肢無力、神經(jīng)肌肉酸痛和萎縮，同時心肌代謝失調(diào)，出現(xiàn)心悸、胸悶、心臟肥大、肝瘀血和周圍水腫等心功能不全癥狀。
應(yīng)用
焦磷酸硫胺素TPP是涉及糖代謝中羰基碳（醛、酮）合成與裂解反應(yīng)的輔酶，特別是α-酮酸的脫羧基作用，焦磷酸硫胺素通過N=C活性部位的碳原子與α-碳原子（羰基碳原子）結(jié)合而促使羧基裂解釋放二氧化碳。TPP能用來評估生物系統(tǒng)內(nèi)的脫酸機(jī)制研究，該物質(zhì)也能預(yù)防大鼠內(nèi)高血糖誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜病變和地氟醚誘導(dǎo)的肝毒性。[2]
參考文獻(xiàn)
[1] 廖明永.維生素B1與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展[C] 中國國際腫瘤營養(yǎng)學(xué)論壇暨全國腫瘤營養(yǎng)與支持治療學(xué)術(shù)會議.2014.
[2] Zhao J, Zhong C J.轉(zhuǎn)酮醇酶的研究進(jìn)展[J]. 神經(jīng)科學(xué)通報(英文版), 2009, 25(2): 94-99.