Indivīds biotīns- atkarīgas karboksilāzes - piruvāts, propionil-CoA, 3-metilkrotonil-CoA un acetil-CoA karboksilāze - ir būtiski attiecīgi glikoneoģenēzē, taukskābju sintēzē un aminoskābju noārdīšanā. Šo holokarboksilāžu proteolītiskā noārdīšanās kuņģa-zarnu traktā rada biotīns- kas satur peptīdus, ieskaitot nozīmīgo biocitīnu. Pēc tam tas atkal tiek pārveidots par biotīns ar fermentu biotinidāzi, kas atrodas gandrīz visos audos un sadalās lizīna vai lizila peptīds. Tas spēj saistīt atsevišķu biotīnu molekulas uz histoniem (proteīni ap kuru aptin DNS) vai tos atdalīt no histoniem. Tādā veidā tiek uzskatīts, ka biotīna transferāze spēj ietekmēt hromatīns struktūra (DNS pavedienu sastatnes), DNS remonts un gēns izteiksme. Biotinidāzes deficīts - autosomāli recesīvs iedzimts iedzimts defekts, ārkārtīgi reti - izraisa nespēju ekstrahēt biotīnu no biocitīna. Pieaugošās biotīna nepieciešamības dēļ skartie bērni ir atkarīgi no brīvā biotīna farmakoloģiskā daudzuma piegādes. Biotīns galvenokārt tiek absorbēts proksimālajā tievā zarnā. Pašsintēzes dēļ kols ar biotīnu ražojošiem mikroorganismiem biotīna un tā metabolītu ikdienas izdalīšanās ar urīnu un izkārnījumiem pārsniedz ar pārtiku piegādāto daudzumu.
Koenzīms karboksilēšanas reakcijās
Biotīna būtiskā funkcija ir darboties kā kofaktoram vai četru karboksilāžu protezēšanas grupai, kas katalizē neorganiskas karboksilgrupas (bikarbonāts - CO2) saistīšanos. skābes. Tādējādi B vitamīns ir iesaistīts vairākos būtiskos vielmaiņas procesos visās enerģiju nodrošinošajās uzturvielu un vitāli svarīgo vielu grupās. Biotīns ir šādu karboksilāzes reakciju sastāvdaļa:
- Piruvāta karboksilāze - svarīga sastāvdaļa gan glikoneoģenēzē, gan taukskābju sintēzē (lipoģenēze).
- Propionil-CoA karboksilāze - būtiska glikoze sintēzei un tādējādi enerģijas piegādei.
- 3-metilkrotonil-CoA karboksilāze - būtiska neaizstājamās aminoskābes (leicīns katabolisms).
- Acetil-CoA karboksilāze - svarīga taukskābju sintēzes sastāvdaļa.
Piruvāta Piruvāta karboksilāze atrodas mitohondriji, šūnu “spēkstacijas”. Tur ferments ir atbildīgs par piruvāta karboksilēšanu līdz oksaloacetātam. Oksaloacetāts ir izejviela un tādējādi būtiska glikoneoģenēzes sastāvdaļa. Veidojas jauns glikoze galvenokārt notiek aknas un nieres, un attiecīgi vislielākās piruvāta karboksilāzes aktivitātes ir atrodamas šajos divos orgānos. Attiecīgi piruvāta karboksilāze kalpo kā galvenais enzīms jaunajā glikoze un ir iesaistīts asinis glikozes līmenis. Glikoze ir vissvarīgākais organisma enerģijas piegādātājs. It īpaši, eritrocīti (sarkans asinis šūnas), smadzenes, un nieru medulla enerģijai ir atkarīga no glikozes. Pēc glikolīzes metabolīts acetil-CoA veidojas mitohondriji ar piruvāta oksidatīvo dekarboksilēšanu (karboksilgrupas šķelšanu). Tas “aktivizējās etiķskābe”(Etiķskābes atlikums, kas saistīts ar koenzīmu) ir citrāta cikla sākums mitohondriji un līdz ar to izejmateriāls tauku biosintēzei. Lai izietu cauri mitohondriju membrānai, acetil-CoA jāpārvērš par citrātu (nātrija sāls) citronskābe), kas ir caurlaidīgs membrānai. Šo reakciju nodrošina citrāta sintetāze, jo enzīms acetil-CoA noārdīšanās rezultātā pārnes acetilgrupu uz oksaloacetātu - oksalacetāta kondensāciju ar citrāta veidošanos. Šis citrāta ciklu reakcijas solis atbrīvo enerģiju, no vienas puses, GTP formā (piemēram, ATP - šūnas “universāls enerģijas piešķīrums”), un, no otras puses, reducēšanas ekvivalentu veidā (NADH + H + un FADH2). Pēdējos pēc tam izmanto elpošanas ķēdē, lai izveidotu turpmāku ATP molekulas, kas ir galvenais enerģijas ieguvums šūnu elpošanā. Pēc citrāta pārejas no mitohondrija uz citozolu tas ar citrāta liāzes palīdzību atkal tiek pārveidots par acetil-CoA. Lai uzturētu normālu citrāta ciklu darbību, no piruvāta nepārtraukti jāražo oksaloacetāts ar piruvāta karboksilāzi, kas savukārt ir nepieciešams citrāta veidošanai. Visbeidzot, acetil-CoA var iekļūt citozolā tikai sāls formā citronskābe lai sāktu taukskābju sintēzi. Piruvāta karboksilāzei, šķiet, ir izšķiroša loma kofaktorā smadzenes nogatavināšana, pateicoties tā būtiskajai funkcijai taukskābju sintēzē (nodrošinot oksaloacetātu acetil-CoA pārveidošanai par citrātu) un neiromeditors acetilholīns. Turklāt oksaloacetāts ir vajadzīgs aspartāta de novo sintēzei, kas ir ierosinošs (enerģizējošs) neiromeditors. Propionil-CoA karboksilāze ir galvenais enzīms, kas lokalizēts mitohondrijos katalizējot metilmalonil-CoA no propionil-CoA. Cilvēka audos propionskābe rodas nepāra skaitļu oksidēšanās rezultātā taukskābes, dažu pazemināšanās aminoskābes - metionīns, izoleicīns un valīns - un kuņģa-zarnu trakta mikroorganismu ražošana. Metilmalonil-CoA tālāk tiek sadalīts par sukcinil-CoA un oksaloacetātu. Oksaloacetāta rezultātā rodas vai nu glikoze, vai ogleklis dioksīds (CO2) un ūdens (H2O). Attiecīgi propionil-CoA karboksilāze ir svarīga glikozes sintēzes sastāvdaļa, kā arī enerģijas piegāde. 3-metilkrotonil-CoA karboksilāze3-metilkrotonil-CoA karboksilāze ir arī mitohondriju ferments. Tas ir atbildīgs par 3-metilkrotonil-CoA pārveidošanu par 3-metilglutakonil-CoA, kam ir nozīme leicīns. 3-metilglutaconil-CoA un 2-hidroksi-3-metilglutaril-CoA pēc tam tiek pārveidoti par acetoacetātu un acetil-CoA. Pēdējais ir būtiska ciklāta citrāta sastāvdaļa. 3-metilkrotonil-CoA var noārdīt neatkarīgi no biotīna trīs citos savienojumos, kas attiecīgi tiek ražoti biežāk biotīna deficīta gadījumā. Acetil-CoA karboksilāze ir sastopama gan mitohondrijos, gan citozolā. Ferments atvieglo acetil-CoA citosolā lokalizētu, no ATP atkarīgu karboksilēšanu līdz malonil-CoA. Šī reakcija ir taukskābju sintēzes sākums. Pārvēršot polinepiesātināto garo ķēžu taukskābes ar ķēdes pagarinājumu malonil-CoA ir svarīgs prostaglandīnu prekursoru veidošanai. Prostaglandīni pieder pie eikosanoīdi (polinepiesātināto skābekļa atvasinājumi taukskābes), kas ietekmē dzemdes gludo muskuļu darbību un muskulatūru.
Citi efekti:
- Ietekme uz biotīnneatkarīgo gēnu izpausmi fermenti.
- Ietekme uz augšanu un uzturēšanu asinis Šūnas tauku dziedzeri un nervu audi.
- Ietekme uz imūnreakciju - ar biotīna piedevām attiecīgi 750 µg / dienā 14 dienas un 2 mg / dienā - 21 dienu, bija gan palielināta interleikīna-1ß, gan interferona-y gēnu ekspresija, kā arī samazināta gēna ekspresija par interleikīnu-4 asins šūnās; turklāt tika ietekmēta dažādu interleikīnu izdalīšanās
- Biotīna piedevas izraisīja ādas struktūras uzlabošanos diezgan daudzos pētījumos
- Dienas pārvalde tika konstatēts, ka sabiezē un uzlaboja naglu struktūru no 2.5 mg biotīna 6 mēnešus
