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Funktion

Koenzym

Thiamin-Pyrophosphat (TPP) ist ein notwendiges Koenzym für eine kleine Zahl sehr wichtiger Enzyme, die wesentliche Schritte im Energiestoffwechsel und der Synthese von Aminosäuren und Bausteinen des Erbguts ausführen. Die Synthese von TPP aus freiem Thiamin erfordert außerdem Magnesium, Adenosin-Triphosphat (ATP), und ein Enzym, die sogenannte Thiamin-Pyrophosphokinase.

In den Mitochondrien, den energieliefernden Organellen der Zelle, gibt es drei wichtige Enzymkomplexe, die TPP benötigen, um ihre Funktion auszuüben: Pyruvat-Dehydrogenase, Alpha-Ketoglutarat-Dehydrogenase, und BCAA-Dehydrogenase (BCAA steht für die Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin). Diese katalysieren die Decarboxylierung von Pyruvat, Alpha-Ketoglutarat, und verzweigtkettiger Aminosäuren zu Acetyl-Koenzym A, Succinyl-Koenzym A und den verzweigtkettigen Aminosäuren, die sich aus diesen Stoffen ableiten. Alle Produkte der thiaminabhängigen Enzyme spielen also eine Rolle im Gewinn von Energie aus der Nahrung (2). Neben dem Thiamin-Koenzym Thiamin-Pyrophosphat (TPP), benötigen sie jeweils auch NAD (ein Kofaktor, der Niacin, also Vitamin B3, enthält), FAD (ein Kofaktor, der Flavin, also Vitamin B2, enthält) und Liponsäure.

Das Enzym Transketolase katalysiert kritische Reaktionen in einem weiteren Stoffwechselweg, der als Pentosephosphatweg bekannt ist. Eines der wichtigsten Zwischenprodukte ist hier Ribose-5-Phosphat, ein phosphorylierter Zucker mit 5 Kohlenstoffatomen. Dies ist Ausgangspunkt für die Synthese der energiehaltigen Ribonukleotid-Koenzyme ATP und GTP, und auch für die Synthese der Nukleinsäuren der DNA und RNA. Auch das niacinhaltige Koenzym NADPH, das für viele biosynthetische Reaktionen unerlässlich ist (1, 3), wird mit Hilfe von Ribose-5-Phosphat aufgebaut. Da bei schon bei einem leichten Thiaminmangel die Aktivität der Transketolase sehr schnell absinkt, wird die Messung der Transketolase-Aktivität in den roten Blutkörperchen verwendet, um die ernährungsbedingte Thiaminversorgung zu bestimmen (2).

(Die Ziffern in Klammern verweisen auf das Quellenverzeichnis.)

 

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