硫胺

发现历史

硫胺的发现和脚气病（英文：Beri-beri）成因的探索密切相关，脚气病是一种曾经在亚洲地区较普遍的维生素缺乏症，症状有下肢浮肿等。
公元六百年左右，中国历史的中医孙思邈研究出了使用防巳、细辛、犀角、蓖麻叶、蜀椒、防风、吴茱萸等富含硫胺成分的中药来治疗脚气病的药方。1882年，日本海军医生高木兼宽也发现通过改良饮食结构可以预防脚气病的发生。1886年荷兰医生克里斯蒂安·艾克曼在印度尼西亚发现米糠可以治疗脚气病，并因此获得了1929年诺贝尔生理学或医学奖，但是他当时并不知道究竟是什么成分在起作用，而是认为精米中含有可以导致脚气病的毒素，而米糠具有解毒作用。
1910年，日本化学家铃木梅太郎从米糠中提取出了抗脚气病酸（アベリ酸，Aberic acid），后来证明，它就是硫胺。
1911年，波兰化学家卡西米尔·冯克在伦敦的李斯特研究所从米糠中得到了一种胺类的结晶，他认为这就是克里斯蒂安·艾克曼研究中米糠中治疗脚气病的成分。因为是胺类，所以被他命名为Vitamine，这也是维生素名称的由来。
但是，人们发现卡西米尔·冯克得到的晶体对脚气病并没有很好疗效，后来发现原来他得到的结晶主要是另一种维生素B族成员——烟酸。1926年，曾经在艾克曼的实验室工作过的两位荷兰化学家B. C. P. Jansen和W. Donath在罗伯特·威廉姆斯的帮助下得到了硫胺的真正结晶。威廉姆斯为它取了个正式的英文名称：Thiamin，为了反映出它是一种胺，美国化学会将其改为Thiamine。

化学性质

硫胺素化学式C₁₂H₁₇N₄OS是一种无色有机硫化合物。其结构包括一个氨基嘧啶和通过亚甲基桥连接的噻唑环。噻唑取代有甲基和羟基的侧链。硫胺素可溶于水、甲醇和甘油，几乎不溶于极性较小的有机溶剂。在酸性溶液中它是稳定的，但是在碱性溶液中不稳定。硫胺素，其是N-杂环卡宾，可以用来代替氰化物作为催化剂的对二苯乙醇酮缩合。硫胺素对热不稳定，但在冷冻储藏时稳定。当暴露在紫外线和γ辐射它是不稳定的。硫胺素在美拉德反应强烈反应。

生物合成

复杂的生物合成硫胺素发生在细菌，一些原生动物，植物和真菌。噻唑和嘧啶结构部分，分别生物合成然后组合，由硫胺素磷酸合酶（EC2.5.1.3）的作用，以形成胸苷单磷酸（ThMP）。对生物合成途径可以不同生物体之间。在大肠杆菌和其它肠细菌，胸苷单磷酸可由硫胺素磷酸激酶（ThMP + ATP → ThDP + ADP, EC 2.7.4.16）磷酸化的辅因子胸苷单磷酸。在大多数细菌和真核生物，胸苷单磷酸水解硫胺素，则其可以是焦磷酸化为胸苷单磷酸由硫胺二磷酸激酶（thiamine + ATP → ThDP + AMP, EC 2.7.6.2）。
生物合成途径是通过核糖开关调节。如果有足够的存在于细胞硫胺则硫胺素结合于信使RNA的使酶，这是在途径必需的，并防止其转录。如果没有硫胺素存在则没有抑制，并且酶所需的生物合成就产生了。具体的核开关（TPP核开关）是在真核生物和原核生物中确定的唯一的核开关。

生化反应

硫胺在肝、肾和白细胞内转变成硫胺焦磷酸酯（TPP）的形式存在：
硫胺+ ATP（三磷酸腺苷） = 硫胺焦磷酸酯（TPP） + AMP（单磷酸腺苷）TPP是糖类代谢的三羧酸循环中羧化酶所必需的辅酶。TPP还可以在酶的作用下继续和ATP反应：
TPP + ATP = 硫胺三磷酸酯（TTP） + ADP（二磷酸腺苷）

功能

主要参与碳水化合物、脂肪的代谢，葡萄糖转成焦葡萄糖以及焦葡萄糖转成乙酰辅脢A之过程中需要它，此与脂肪代谢合成有关。食欲、造血、糖类代谢、循环、消化－胃酸产生、能量、生长、学习能力、肌肉韵调的维持（小肠、胃、心脏）。维生素B1又与葡萄糖转化成五碳糖（pentose）有关，而五碳糖是核甘酸（DNA）合成所需的碳架。

摄入过量

作为水溶性维生素，维生素B₁一般不会引起中毒，过量的维生素B₁会通过尿液等排泄出体外。
如果静脉注射过量维生素B₁，有些人会发生过敏性休克现象，大剂量可能会造成呼吸中枢压抑而至死亡。

主要食物来源

维生素B1广泛存在于天然食物中，但随食物种类而异，且受收获、贮存、烹调、加工等条件影响。最为丰富的来源是葵花子仁、花生、大豆粉、瘦猪肉；其次为小麦粉、小米、玉米、大米等谷类食物；鱼类、蔬菜和水果中含量较少。