Tiamina pirofosfato (TPP)

Qué es la tiamina pirofosfato

Tiamina toma su nombre del griego theîon, azufre, porque el anillo tiazol de la molécula contiene ese elemento; Casimir Funk acuñó en 1912 el término "vitamina" precisamente a partir de ella, al creer, de forma no del todo exacta, que todas las vitaminas eran aminas. Pirofosfato remite al ácido pirofosfórico, obtenido clásicamente calentando ácido fosfórico hasta perder agua, y designa aquí los dos grupos fosfato unidos entre sí que se añaden a la tiamina. TPP y "difosfato de tiamina" son sinónimos exactos; la nomenclatura bioquímica moderna prefiere el segundo, aunque TPP sigue siendo la forma más usada en la práctica clínica.

La conversión de tiamina en TPP la realiza la tiamina pirofosfoquinasa, una enzima citoplasmática presente en el hígado, el riñón y el tejido nervioso, entre otros, que transfiere un grupo pirofosfato desde el ATP hasta la tiamina. De la tiamina total del organismo, la gran mayoría circula ya en forma de TPP; el resto se reparte entre trazas de tiamina libre y otros dos ésteres fosfato, el monofosfato y el trifosfato de tiamina, de función bastante peor conocida.

Un cofactor con historia propia

Esta historia arrancó por el otro extremo de la reacción que cataliza. En 1911, Carl Neuberg aisló la carboxilasa, la enzima de la levadura capaz de descarboxilar el ácido pirúvico. Dos décadas más tarde, en 1932, Ernst Auhagen descubrió que esa enzima necesitaba un segundo componente, al que llamó cocarboxilasa, para funcionar; también observó que sin magnesio la actividad se venía abajo. Faltaba, sin embargo, saber de qué estaba hecha esa cocarboxilasa.

La respuesta llegó en 1937, cuando Karl Lohmann y Philipp Schuster la aislaron de la levadura y demostraron que era, exactamente, el éster pirofosfórico de la tiamina: la molécula que hoy se conoce como TPP. El hallazgo cerró un ciclo abierto veintiséis años antes y explicó, de paso, por qué una carencia dietética de una sola vitamina podía bloquear una vía metabólica entera.

Esa vía metabólica es amplia. El TPP actúa como cofactor de la piruvato deshidrogenasa y de la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa, dos puntos de paso obligados del metabolismo de los carbohidratos, y también de la transcetolasa, enzima de la vía de las pentosas fosfato, y del complejo que degrada los aminoácidos de cadena ramificada. En los cuatro casos cumple la misma función química: estabiliza un intermediario reactivo durante la transferencia de un grupo carbonilo, algo que ninguna de esas enzimas logra hacer por sí sola.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre "pirofosfato"?

Del ácido pirofosfórico, que en química clásica se obtenía calentando ("pyro", fuego, en griego) ácido fosfórico hasta que perdía una molécula de agua. El nombre se quedó para designar cualquier molécula con dos grupos fosfato unidos entre sí, como ocurre en el TPP.

¿Es lo mismo TPP que tiamina?

No exactamente. La tiamina es la vitamina tal como llega con la dieta; el TPP es su forma fosforilada y activa, la única que las enzimas pueden usar como cofactor. El organismo tiene que fabricar TPP a partir de la tiamina antes de poder aprovecharla.

¿Qué ocurre si falta TPP en el organismo?

Las enzimas que dependen de él dejan de funcionar con normalidad, lo que compromete el metabolismo energético de los tejidos con mayor demanda, en particular el sistema nervioso y el corazón. La carencia de tiamina que lleva a esta situación se asocia clásicamente al beriberi y a la encefalopatía de Wernicke-Korsakoff, dos cuadros con entrada propia en este diccionario.

Referencias

1. Lohmann K, Schuster P. Untersuchungen über die Cocarboxylase. Biochemische Zeitschrift, 1937;294:188 (referencia histórica, citada por National Center for Advancing Translational Sciences, NIH). Cocarboxylase.
2. MedlinePlus (NIH). Tiamina (vitamina B1).
3. National Center for Biotechnology Information (NCBI/NIH), GHR/Gene. TPK1, thiamin pyrophosphokinase 1.
4. Linus Pauling Institute, Oregon State University. Tiamina.