Введение
1=Органосерные соединения формулы R–SC(=O)–R’
В органической химии тиоэстеры – это органосерные соединения с молекулярной структурой R\sC(\dO)\sS\sR’. Они аналогичны карбоксилатным эфирам (R\sC(\dO)\sO\sR’) с заменой атома кислорода в карбоксилатном эфире на атом серы в тиоэстере, что отражено в приставке "тио". Они образуются в результате этерификации карбоновой кислоты (R\sC(\dO)\sOH) тиолом (R’\sS\sH). В биохимии наиболее известными тиоэстерами являются производные кофермента А, например, ацетил-КоА. R и R’ обозначают органил-группы, или H в случае R.
Биохимия
Тиоэстеры – распространенные промежуточные соединения во многих биосинтетических реакциях, включая синтез и распад жирных кислот и мевалоната, предшественника стероидов. Примеры включают малонил-КоА, ацетоацетил-КоА, пропионил-КоА, цинамоил-КоА и тиоэстеры белка-носителя ацила (АКВ). Ацетогенез протекает через образование ацетил-КоА. Биосинтез лигнина, составляющего значительную часть наземной биомассы Земли, происходит посредством тиоэфира кофеиновой кислоты. Эти тиоэстеры образуются аналогично синтетически полученным, за исключением того, что в качестве дегидратирующего агента выступает АТФ. Кроме того, тиоэстеры играют важную роль в присоединении убиквитина к белкам, что маркирует белок для деградации. Окисление атома серы в тиоэстерах (тиолактонах) предполагается в биоактивации антитромботических пролекарств тиклопидина, клопидогрела и прасугрела.
Тиоэстеры и происхождение жизни
Как постулируется в концепции "Мира тиоэстеров", тиоэстеры могли быть предшественниками жизни. Как объясняет Кристиан де Дюве: "Примечательно, что тиоэстеры являются обязательными промежуточными соединениями в нескольких ключевых процессах, в которых АТФ либо используется, либо регенерируется. Тиоэстеры участвуют в синтезе всех сложных эфиров, включая те, что входят в состав сложных липидов. Они также принимают участие в синтезе ряда других клеточных компонентов, таких как пептиды, жирные кислоты, стеролы, терпены, порфирины и другие. Кроме того, тиоэстеры образуются в качестве ключевых промежуточных продуктов в нескольких особенно древних процессах, приводящих к синтезу АТФ. В обоих случаях тиоэстер находится ближе к процессу, использующему или высвобождающему энергию, чем АТФ. Иными словами, тиоэстеры могли фактически выполнять роль АТФ в "мире тиоэстеров", изначально лишенном АТФ. В конечном итоге, эти тиоэстеры могли способствовать появлению АТФ благодаря способности поддерживать образование связей между фосфатными группами. Однако, из-за высокой свободной энергии гидролиза тиоэстеров и, соответственно, их низких констант равновесия, маловероятно, что эти соединения могли бы накапливаться абиотически в значительных количествах, особенно в условиях гидротермальных источников.
It is revealing that thioesters are obligatory intermediates in several key processes in which ATP is either used or regenerated. Thioesters are involved in the synthesis of all esters, including those found in complex lipids. They also participate in the synthesis of a number of other cellular components, including peptides, fatty acids, sterols, terpenes, porphyrins, and others. In addition, thioesters are formed as key intermediates in several particularly ancient processes that result in the assembly of ATP. In both these instances, the thioester is closer than ATP to the process that uses or yields energy. In other words, thioesters could have actually played the role of ATP in a "thioester world" initially devoid of ATP. Eventually, [these] thioesters could have served to usher in ATP through its ability to support the formation of bonds between phosphate groups. However, due to the high free energy change of thioester's hydrolysis and correspondingly their low equilibrium constants, it is unlikely that these compounds could have accumulated abiotically to any significant extent especially in hydrothermal vent conditions.
Тионоэстер
Тионоэстеры являются изомерами тиоэстеров. В тионоэстере атом серы заменяет атом кислорода карбонильной группы в эфире. Метилтионобензоат имеет формулу C6H5C(S)OCH3. Обычно такие соединения получают в результате реакции тиоацилхлорида со спиртом. Их также можно получить, взаимодействуя реагентом Лоуэссона с эфирами или обрабатывая соли Пинера сероводородом. В качестве альтернативы, различные тионоэстеры могут быть синтезированы путем трансэстерификации существующего метилтионоэстера спиртом в условиях, катализируемых основанием. Ксантаты и тиоамиды можно превратить в тионоэстеры в условиях металл-катализируемого кросс-сочетания.