## ■ 1. 背景介绍

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▲Thiamine pyrophosphate chloride chloride (T4874)，CAS: 154-87-0的化学结构式

Thiamine pyrophosphate chloride chloride (T4874)，CAS: 154-87-0 是维生素B1衍生的活性辅酶的氯化物形式，其核心机制依赖噻唑环C2位形成稳定的负碳离子/叶立德，中间体与羰基底物形成共价“活化醛”并实现反常极性反应，从而催化两类关键化学过程：非氧化性二碳转移与α-酮酸的脱羧。其二磷酸基团与Mg2+和酶活性位点残基配位，使Thiamine pyrophosphate chloride精准定位并在整个催化循环中稳定碳负离子等关键中间体[1]。

作为人体内源代谢物，Thiamine pyrophosphate chloride chloride被多类酶招募使用。其中最典型的是磷酸戊糖途径的转酮醇酶：它将二碳的乙醛基片段自酮糖供体（如木酮糖-5-磷酸）转移至醛糖受体（如核糖-5-磷酸或赤藓糖-4-磷酸），实现糖磷酸的互变并影响核糖生成与与NADPH相关的代谢分流。它同时参与α-酮酸脱氢酶体系的脱羧化学：E1组分借助Thiamine pyrophosphate chloride与底物形成共价加成体以释放CO2，随后经脂酰胺、FAD、NAD+与辅酶A在E2/E3组分上传递酰基[2]，由此将糖酵解与三羧酸循环的氧化脱羧步骤功能性衔接。

在这些内源通路中，本化合物通过将去辅基酶转化为全酶来调节反应，恢复或增强体外重构体系的催化周转。在转酮醇酶反应中，补充Thiamine pyrophosphate chloride驱动戊糖与己糖磷酸之间的碳骨架再分配；在α-酮酸脱羧中，它通过底物共价活化与碳负离子稳定降低C–C键断裂的能垒[1,2]。由于该过程涉及可分辨的共价中间体与动力学相位，研究中常以其作为探针来解析生物体系中的脱羧机制。

在应用层面，Thiamine pyrophosphate chloride chloride常用于纯化或细胞表达的去辅基酶重构，开展机制酶学、稳态与前稳态动力学及同位素示踪实验，以描绘碳转移与CO2释放轨迹。在磷酸戊糖途径研究中，它支撑对转酮醇酶依赖的通量分配进行定量评估；在多酶复合体中，补加该辅酶有助于将E1化学与后续酰基转移分离，判定限速步骤与辅因子耦联。其氯化物形式具备良好水溶性，便于体外测定、结构与通路重构研究，从而解析内源性硫胺素衍生辅酶对中心代谢碳流向的控制[1,2]。

## ■ 2. 文献分享

### ■ 2.1 Clioquinol inactivates thiamine pyrophosphate by increasing cellular oxidative stress.

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▲CQ 诱导细胞毒性并改变硫胺素代谢，TPP 可逆转 CQ 所致损伤 (A) 梯度 CQ 处理细胞活力曲线，CQ 呈浓度依赖性抑制细胞存活。 (B) OPLS-DA 得分图，CQ 组与对照组（CTL）代谢组显著分离，PC1、PC2 合计解释 45.23% 变异。 (C) OPLS-DA 置换检验验证模型可靠。 (D) VIP 火山图，焦磷酸硫胺素（TPP）为 CQ 处理后核心差异代谢物。 (E–H) 定量柱状图：CQ 下调硫胺素、TPP 及 TPP / 硫胺素比值；单独硫胺素可部分恢复硫胺素水平，无法挽救 TPP 下降。 (I–J) 单独 CQ 显著降低胞内硫胺素与 TPP；CQ 联合 VB1 仅轻微回升，CQ 联合 TPP 可剂量依赖性恢复两种代谢物含量。 (K) 细胞活力挽救实验：VB1 仅微弱缓解 CQ 毒性，0.5 mM、1 mM TPP 可显著逆转 CQ 诱导的细胞死亡，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。

Thiamine pyrophosphate chloride chloride (T4874) 被描述为参与细胞能量代谢的辅酶，并可作为缓冲因子以减轻氧化应激。研究同时指出，其在葡萄糖、脂肪酸与氨基酸等代谢通路中发挥辅酶作用，涉及丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶与转酮醇酶等关键酶。实验结果显示，在小鼠模型中补充 Thiamine pyrophosphate chloride chloride 可显著缓解氯喹啉引发的脑组织内 TPP 缺乏。依据补充后对血清硫胺素与 TPP 水平的检测变化，作者得出结论：Thiamine pyrophosphate chloride chloride 的补充可提高血清硫胺素，增强其向脑内的供给，并在脑组织中产生更高水平的 TPP。本研究所使用的 Thiamine pyrophosphate chloride chloride 剂量为 150 mg/kg/天。[3]

### ■ 2.2 Hippocampal, Microglial, Morphological, and Amyloid Profiles Following Thiamine Pyrophosphate Treatment in 3xTg-AD Mice.

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Thiamine pyrophosphate chloride chloride (T4874) 被描述为硫胺素的活性形式，其直接给药可绕过TPK1磷酸化这一步骤。在雌性3xTg-AD小鼠中，研究在长期暴露于Thiamine pyrophosphate chloride后，对海马Aβ负荷、小胶质细胞形态以及部分代谢基因表达进行了区域化、描述性的表征。主要发现包括：暴露于Thiamine pyrophosphate chloride与海马Aβ负荷降低相伴，同时Pdk1与Lgals3转录本的中位水平降低。研究还在Thiamine pyrophosphate chloride暴露后识别出形态学、与淀粉样相关以及转录层面的变化。此外，连续六周以2 mg/mL的低剂量给予Thiamine pyrophosphate chloride，与可检测到的组织学与转录学差异相关。这些结果共同显示，在该模型中，持续给予Thiamine pyrophosphate chloride与淀粉样相关指标、细胞形态以及转录特征的协同变化相联系。[4]

### ■ 2.3 Inhibitory effect of thiamine salts on steel corrosion in an acidic environment: an experimental and theoretical approach.

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▲不同浓度 HC、PP 缓蚀剂在 1.0 M HCl 溶液中电化学阻抗 Bode 图 横坐标为频率对数 log f (Hz)；左侧纵坐标为阻抗模值对数 log Z (ohm・cm²)，右侧纵坐标为相位角 - Phase (°)。 (a) HC 系列缓蚀剂：1.0 M HCl 空白组与 10⁻⁴、5×10⁻⁴、10⁻³、5×10⁻³ mol/L HC 体系；随 HC 浓度升高，低频阻抗模值与最大相位角同步增大，缓蚀性能提升。 (b) PP 系列缓蚀剂：1.0 M HCl 空白组与 10⁻⁴、5×10⁻⁴、10⁻³、5×10⁻³ mol/L PP 体系；PP 浓度升高可提升界面阻抗与相位角，具备浓度依赖性缓蚀效果。

Thiamine pyrophosphate chloride chloride (T4874) 被明确提出为绿色缓蚀剂体系的有前景候选者，其富含杂原子的骨架与有利的电子特性可促进与金属表面的供受体相互作用。其含氧丰富的焦磷酸基团被指出会导致与金属表面产生不同的作用模式。在性能评估中，Thiamine pyrophosphate chloride chloride 在不同温度下表现出抑制效率：298 K 为82.67–88.38%，303 K 为78.06–84.95%，313 K 为68.17–79.05%，323 K 为65.53–77.56%。计算研究进一步揭示其分子行为：其具有多个潜在质子化位点（S1、N3、N4、N5、N6、P39、P45），其中在所考察条件下以N5位点质子化的构型最为热力学稳定。前线分子轨道分析显示，其HOMO主要分布在噻唑鎓环上，并由S1、N3、O2等杂原子显著贡献，体现出较强的供电子能力，可向金属空轨道转移电子，符合促进化学吸附的特征；其LUMO分布于噻唑鎓环并部分分布于嘧啶环，表明具备从金属表面回馈电子的能力，指示金属—抑制剂相互作用可能经由双向供受体电子转移机制实现。此外，其高水溶性与环境友好性被强调为适用于绿色缓蚀应用的有利属性。[5]

### ■ 2.4 A thiadiazolylidene-morpholine compound inhibits Pseudomonas aeruginosa by destabilizing the thiamine monophosphate kinase thiL.

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▲铜绿假单胞菌硫胺素生物合成通路及缺失突变株对外源硫胺素、TPP 的生长响应 (A) 细菌内源硫胺素焦磷酸（TPP）合成通路，标注关键催化基因 thiC、thiD、thiE、thiG、thiL。 (B) 梯度外源硫胺素对数浓度下野生型 PAO1 与 ΔthiC、ΔthiE、ΔthiG 突变株生长曲线；硫胺素可剂量依赖性恢复三种敲除株增殖缺陷。 (C) 梯度外源 TPP 对数浓度下各菌株生长曲线，TPP 同样可回补突变株生长缺陷，但起效浓度更高。 (D) EC₅₀定量表格：三种突变株利用游离硫胺素的半数有效浓度约 6 nM；利用 TPP 的 EC₅₀均超过 1000 nM，菌株间无明显差异。

Thiamine pyrophosphate chloride chloride (T4874) 在以硫胺素代谢受损的铜绿假单胞菌模型中被评估其对细胞生长的支持作用。于thiL基因缺失背景下，Thiamine pyrophosphate chloride chloride 能拯救细胞生长，并在外源添加约5 mM时使该缺失菌株保持存活。针对为研究摄取与利用而构建的硫胺素生物合成相关缺失菌株，补加Thiamine pyrophosphate chloride 的实验给出了定量效力参数，其半数有效浓度在1058–1293 nM范围。上述结论基于在最小培养基中设置不同浓度的Thiamine pyrophosphate chloride 所获得的生长曲线，细菌生长以培养20小时后的600 nm光密度进行评估。综合来看，这些结果表明，在内源性焦磷酸硫胺素生成受阻的遗传条件下，Thiamine pyrophosphate chloride chloride 可恢复细胞生长，且在细胞水平的剂量—反应实验中具有明确的EC50范围，并在thiL缺失菌株中于毫摩尔浓度呈现可观的存活结果。[6]

## ■ 3. 结语

Thiamine pyrophosphate chloride通过噻唑环C2位形成稳定的负碳离子/叶立德中间体，催化非氧化性二碳转移和α-酮酸脱羧等关键生化反应。文献表明其在磷酸戊糖途径和α-酮酸脱氢酶复合体中发挥重要辅酶作用，调节酶活性和碳流向。实验研究展示了其在神经保护、小鼠疾病模型中的应用效果、作为绿色缓蚀剂的优势以及在硫胺素代谢缺陷菌株中恢复细胞生长的能力。未来研究可聚焦其神经退行性疾病治疗潜力、绿色缓蚀剂的拓展应用，以及通过同位素示踪和动力学分析加深机制理解。

## ■ 4. Q&A

Q1: Thiamine pyrophosphate chloride的主要催化机制是什么？

A1: 它通过噻唑环C2位形成稳定的负碳离子/叶立德中间体，共价活化羰基底物，实现非氧化性二碳转移与α-酮酸脱羧反应。

Q2: Thiamine pyrophosphate chloride在神经退行性疾病模型中有哪些研究发现？

A2: 在雌性3xTg-AD小鼠中，长期给予该化合物可降低海马Aβ负荷，改变小胶质细胞形态，并调控部分代谢相关基因表达，表现出淀粉样相关及转录层面的协同变化。

Q3: 文献中Thiamine pyrophosphate chloride有哪些环保应用潜力？

A3: 作为绿色缓蚀剂候选者，其含氧丰富的焦磷酸基团和优异的电子特性促使其与金属表面形成双向供受体电子转移，表现出良好的抑制效率和环境友好性。

## ■ 5. 参考文献

[1] Breslow R. On the mechanism of thiamine action. IV. Evidence from studies on model systems. J Am Chem Soc. 1958;80(14):3719-3726.

[2] Patel MS, Roche TE, et al. Molecular biology and biochemistry of pyruvate dehydrogenase complexes. FASEB J. 1990;4(14):3224-3233.

[3] Fan Z, Yan X, Zheng Q, Zhu Z, Song B, Feng X, et al.. Clioquinol inactivates thiamine pyrophosphate by increasing cellular oxidative stress.. Redox biology. 2026;95():104258.

[4] Pastén-Castrejón N, Martínez-Orozco H, Gutiérrez-Silerio G, Hernández-Montiel H, Maya-Arteaga J, Poblano-Paez I, et al.. Hippocampal, Microglial, Morphological, and Amyloid Profiles Following Thiamine Pyrophosphate Treatment in 3xTg-AD Mice.. International journal of molecular sciences. 2026;27(11):.

[5] Huong D, Quynh Ly N, Tu Tai P, Tuan D, Tam N, Thang L, et al.. Inhibitory effect of thiamine salts on steel corrosion in an acidic environment: an experimental and theoretical approach.. RSC advances. 2026;16(28):25365-25384.

[6] Li Y, Lin J, Chung Z, Yee Yeo B, Lescar J, Pethe K. A thiadiazolylidene-morpholine compound inhibits Pseudomonas aeruginosa by destabilizing the thiamine monophosphate kinase thiL.. The Journal of biological chemistry. 2026;302(6):113112.

■1.背景介绍▲Thiaminepyrophosphatechloridechloride(T4874)，CAS:154

■ 【TargetMol 明星分子】- Thiamine pyrophosphate chloride: 关键辅酶助力能量代谢与绿色应用的新前沿

■1.背景介绍▲Thiaminepyrophosphatechloridechloride(T4874)，CAS:154-87-0的化学结构式Thiaminepyrophosphatechloridechloride(T4874)，CAS:154-87-0是维生素B1衍生的活性辅酶的氯化物形式，其核心机制依赖噻唑环C2位形成稳定的负碳离子/叶立德，中间体与羰基底物形成共价“活化

新闻资讯

硫胺素焦磷酸氯化物（TPP，CAS:154-87-0）作为维生素B1活性辅酶，通过噻唑环稳定负碳离子催化二碳转移与α-酮酸脱羧。研究证实其在阿尔茨海默病模型降低海马Aβ负荷、作为绿色缓蚀剂抑制效率达88.38%，并能恢复硫胺素代谢缺陷菌株生长（EC50约1058-1293nM），在神经保护与金属防腐领域具应用潜力。

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