焦磷酸硫胺素的生物活性

焦磷酸硫胺素，英文缩写为TPP，天然存在于米糠、胚芽、酵母及豆类等中。焦磷酸硫胺素是维生素B1（硫胺素）的辅酶形式，由维生素B1（硫胺素）磷酸化形成；该物质也是在细胞溶质内合成的一种辅因子，其对细胞溶质转酮酶和线粒体丙酮酸、酮戊二酸和支链酮酸脱氢酶的活性维持是必需的。此外，它也可用于脚气病的预防、多发性神经炎、中枢神经系统损伤等症的治疗。

图1 焦磷酸硫胺素的化学结构式

性质

焦磷酸硫胺素易溶于水，其水溶液pH值显酸性，难溶于乙醇、丙酮和乙醚。尽管该物质在干燥状态下是稳定的，但是它的水溶液稳定性较差，建议现配现用。该物质对光和热敏感，在242 nm波长处有吸收。为了保持其化学稳定性，该物质一般要求密封保存在低温环境中（2-8度冰箱中）。焦磷酸硫胺素是维生素B1在体内存在的主要形式，维生素B1主要存在于豆类、种子外皮、胚芽、酵母、瘦肉当中，维生素B1在体内功能代谢中起到重要的作用，它是糖代谢重要酶的辅酶。

生物活性

焦磷酸硫胺素是转酮醇酶的辅酶，在糖代谢中起着重要作用，参与糖的氧化代谢和ATP的产生过程。该物质能够促进糖类物质的分解和氧化，以供给身体能量。它也是转酮醇酶的一种辅酶，也参与了蛋白质代谢过程，能够促进氨基酸的转运和代谢，以及合成和分解蛋白质。另外，该物质在神经系统中也有重要的作用，能够促进神经传递物质的合成和释放，维持神经系统正常的功能。因此，焦磷酸硫胺素是一种非常重要的辅酶，对人体健康具有重要的影响。缺乏该化合物会导致一系列疾病，如脚气、缺血性心脏病、脑卒中等。因此建议在日常生活中应多食用些富含维生素B1的食物，如猪肝、瘦肉、核桃等。维生素B1对维持正常的神经传导、心脏以及消化系统的正常活动具有重要的作用。缺乏时，易患脚气病或多发性神经炎等症。我国规定可用于婴幼儿食品，使用量为4～8mg/kg；在谷类及其制品中使用量为3.0～5.0mg/kg；在饮液、乳饮料中使用量为1～2mg/kg。本品可用硝酸硫胺素强化，具体用量须经折算。[1]

糖代谢

焦磷酸硫胺素是维生素B1的辅酶形式，参与转醛基反应。作为丙酮酸脱氢酶和α酮戊二酸脱氢酶的辅因子，在α酮酸脱羧反应中起作用。 其分子的重要特点是它的噻唑环上氮原子与硫原子之间的碳原子与通常所见的CH基团相比，表现出更强的酸性，它可离子化生成负碳离子，后者容易接受a-酮酸或酮糖的的羰基，而带正电荷的氮原子作为一个电子库（election sink）对于稳定负碳离子以及a-酮酸的脱羧作用起重要作用，由于这些酶对于糖代谢具有十分重要的作用，故与糖的分解供能过程关系密切。该物质是神经组织的能量主要供给源，一旦出现缺乏维生素B1时，能量供应障碍，乳酸一丙酮酸堆积，产生多发性神经炎，表现感觉异常、四肢无力、神经肌肉酸痛和萎缩，同时心肌代谢失调，出现心悸、胸闷、心脏肥大、肝瘀血和周围水肿等心功能不全症状。

应用

焦磷酸硫胺素TPP是涉及糖代谢中羰基碳（醛、酮）合成与裂解反应的辅酶，特别是α-酮酸的脱羧基作用，焦磷酸硫胺素通过N=C活性部位的碳原子与α-碳原子（羰基碳原子）结合而促使羧基裂解释放二氧化碳。TPP能用来评估生物系统内的脱酸机制研究，该物质也能预防大鼠内高血糖诱导的视网膜病变和地氟醚诱导的肝毒性。[2]

参考文献

[1] 廖明永.维生素B1与肿瘤关系的研究进展[C] 中国国际肿瘤营养学论坛暨全国肿瘤营养与支持治疗学术会议.2014.

[2] Zhao J, Zhong C J.转酮醇酶的研究进展[J]. 神经科学通报(英文版), 2009, 25(2): 94-99.