チアミン二リン酸の​​1 '、4'-イミノピリミジン互変異性体は、酵素上の非対称活性中心で触媒を促進する態勢が整っています

糖代謝における重要な補酵素であるチアミン二リン酸は、チアゾリウムと 4'-アミノピリミジン芳香環で構成されていますが、触媒における 4'-アミノピリミジン部分の関与が広く受け入れられるようになったのはつい最近のことです。私たちは、電子分光法を使用して、4 つのチアミン二リン酸酵素の 4'-アミノピリミジン環のさまざまな互変異性型を同定したことを報告します。これらの酵素はすべて、ピルビン酸を脱炭酸します。ヒトピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体の E1 成分、大腸菌ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体の E1 サブユニットです。、酵母ピルビン酸デカルボキシラーゼ、およびLactobacillus plantarum由来のピルビン酸オキシダーゼ。円二色性分光法によれば、1',4'-イミノピリミジンと4'-アミノピリミジン互変異性体の両方が、ヒトピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体およびピルビン酸オキシダーゼのE1成分上に共存することが示されている。両方の互変異性体が同時に見られるため、これら 2 つの酵素は、これらの多量体酵素の溶液中での同一でない活性中心 (非対称) の優れた証拠を提供します。活性中心の不斉は、優れた静電ピルビン酸模倣物であるアセチルホスフィン酸の添加によっても誘発されます。アセチルホスフィン酸は酵素触媒による付加に関与して、その 1',4 に存在する一般的な脱炭酸前チアミン結合中間体に似た安定した付加物を形成します。'-イミノピリミジン型。4 つの酵素における 1',4'-イミノピリミジン互変異性体の同定は、ほぼ確実にすべてのチアミン二リン酸酵素に当てはまります。この互変異性体は、チアミンの最初の基本ステップにおいて、チアゾリウム C2 位で反応性イリド/カルベンを生成する分子内トリガーです。触媒作用。

Thiamin diphosphate, a key coenzyme in sugar metabolism, is comprised of the thiazolium and 4'-aminopyrimidine aromatic rings, but only recently has participation of the 4'-aminopyrimidine moiety in catalysis gained wider acceptance. We report the use of electronic spectroscopy to identify the various tautomeric forms of the 4'-aminopyrimidine ring on four thiamin diphosphate enzymes, all of which decarboxylate pyruvate: the E1 component of human pyruvate dehydrogenase complex, the E1 subunit of Escherichia coli pyruvate dehydrogenase complex, yeast pyruvate decarboxylase, and pyruvate oxidase from Lactobacillus plantarum. It is shown that, according to circular dichroism spectroscopy, both the 1',4'-iminopyrimidine and the 4'-aminopyrimidine tautomers coexist on the E1 component of human pyruvate dehydrogenase complex and pyruvate oxidase. Because both tautomers are seen simultaneously, these two enzymes provide excellent evidence for nonidentical active centers (asymmetry) in solution in these multimeric enzymes. Asymmetry of active centers can also be induced upon addition of acetylphosphinate, an excellent electrostatic pyruvate mimic, which participates in an enzyme-catalyzed addition to form a stable adduct, resembling the common predecarboxylation thiamin-bound intermediate, which exists in its 1',4'-iminopyrimidine form. The identification of the 1',4'-iminopyrimidine tautomer on four enzymes is almost certainly applicable to all thiamin diphosphate enzymes: this tautomer is the intramolecular trigger to generate the reactive ylide/carbene at the thiazolium C2 position in the first fundamental step of thiamin catalysis.