ביוטין: פונקציות

הפרט ביוטיןקרבוקסילאזים תלויים - פירובטה, propionyl-CoA, 3-methylcrotonyl-CoA ו- acetyl-CoA carboxylase - הם חיוניים לגלוקונאוגנזה, סינתזת חומצות שומן והתפרקות חומצות אמינו, בהתאמה. השפלה פרוטאוליטית של הולוקארבוקסילאזות אלה במערכת העיכול מייצרת. ביוטין- המכילים פפטידים, כולל הביוציטין המשמעותי. לאחר מכן זה מומר בחזרה ל ביוטין על ידי האנזים ביוטינידאז, הקיים כמעט בכל הרקמות ומתפצל ליזין או פפטיד ליזיל. הוא מסוגל לקשור ביוטין בודד מולקולות להיסטונים (חלבונים סביבו נכרך DNA) או כדי לנתק אותם מההיסטונים. באופן זה, נחשב כי ביוטין טרנספרז יכול להשפיע כרומטין מבנה (פיגום החוט של ה- DNA), תיקון ה- DNA ו- גֵן ביטוי. מחסור בביוטינידאז - פגם מולד תורשתי אוטוזומלי רצסיבי, נדיר ביותר - מוביל לחוסר יכולת להפיק ביוטין מביוציטין. בשל הדרישה המוגברת לביוטין, ילדים מושפעים תלויים באספקת כמויות תרופתיות של ביוטין חופשי. ביוטין נספג בעיקר בפרוקסימלי מעי דק. בגלל סינתזה עצמית ב מעי גס על ידי מיקרואורגניזמים המייצרים ביוטין, הפרשתם היומית של ביוטין ומטבוליטים שלו בשתן וצואה עולה על הכמות המסופקת במזון.

קואנזים בתגובות קרבוקסילציה

הפונקציה המהותית של ביוטין היא לפעול כקופקטור או קבוצה תותבת של ארבעה קרבוקסילאזים המזרזים את הקשר של קבוצת קרבוקסיל (ביקרבונט - CO2) אנאורגני חומצות. לפיכך, ויטמין B מעורב בכמה תהליכים מטבוליים חיוניים של כל קבוצות החומרים המזינים ומספקים את החומרים החיוניים.

  • פירובט קרבוקסילאז - מרכיב חשוב הן בגלוקונאוגנזה והן בסינתזת חומצות שומן (ליפוגנזה).
  • Propionyl-CoA קרבוקסילאז - חיוני ל גלוקוז סינתזה וכך לאספקת אנרגיה.
  • 3-Methylcrotonyl-CoA קרבוקסילאז - חיוני להתדרדרות חומצות אמינו חיוניות (אוצין יְרִידַת חֳמָרִים).
  • אצטיל-CoA קרבוקסילאז - מרכיב חשוב בסינתזת חומצות שומן.

פירובט קרבוקסילאז פירובט ממוקם ב המיטוכונדריה, "תחנות הכוח" של התאים. שם, האנזים אחראי על קרבוקסילציה של פירובט לאוקסאלואצטט. Oxaloacetate הוא חומר המוצא ולכן מרכיב חיוני של גלוקונאוגנזה. היווצרות חדש גלוקוז מתרחש בעיקר ב כבד וכליות, ובהתאם הפעילויות הגבוהות ביותר של פירובט קרבוקסילאז נמצאות בשני האיברים הללו. בהתאם לכך, קרבוקסילאז פירובט משמש כאנזים מפתח ביצירת החדש של גלוקוז ומעורב בהסדרה של דם רמות גלוקוז. גלוקוז הוא ספק האנרגיה החשוב ביותר של האורגניזם. באופן מיוחד, אריתרוציטים (אָדוֹם דם תאים), מוֹחַ, ומדולת כליה מסתמכת על גלוקוז לצורך אנרגיה. בעקבות גליקוליזה, נוצר המטבוליט אצטיל-קו-א המיטוכונדריה על ידי דקארבוקסילציה חמצונית (מחשוף קבוצת קרבוקסיל) של פירובט. זה "הופעל חומצה אצטית"(שאריות חומצה אצטית הקשורה לקואנזים) מייצג את תחילתו של ציטראט ציקלוז ב המיטוכונדריה וכך חומר המוצא לביוסינתזה של שומנים. על מנת לעבור דרך קרום המיטוכונדריה, יש להמיר אצטיל-CoA לציטראט (מלח של חומצת לימון), שהוא חדיר לקרום. תגובה זו מתאפשרת על ידי ציטראט סינטטאז, בכך שהאנזים, כתוצאה מהשפלה של אצטיל-CoA, מעביר את שאריות האצטיל לאוקסאלו-אצטט - עיבוי של אוקסאלו-אצטט עם היווצרות ציטראט. שלב תגובה זה של ציטראט ציקלוז משחרר אנרגיה, מצד אחד בצורה של GTP (כמו ATP "מענק אנרגיה אוניברסלי" של התא) ומצד שני בצורה של מקבילות הפחתה (NADH + H + ו- FADH2). אלה משמשים לאחר מכן בשרשרת הנשימה כדי ליצור ATP נוסף מולקולות, שהוא הרווח האנרגטי העיקרי בנשימה התאית. לאחר שהציטראט עבר מהמיטוכונדריון לציטוזול, הוא הופך חזרה לאצטיל-CoA בעזרת ציטראט ליאז. כדי לשמור על הפעילות הרגילה של ציטראט ציקלוז, יש לייצר ברציפות את אוקסאלו-אצטט מ פירובט על ידי פירבוקט קרבוקסילאז. הכרחי ליצירת ציטראט. לבסוף, אצטיל-CoA יכול להיכנס לציטוזול רק בצורה של המלח של חומצת לימון ליזום סינתזה של חומצות שומן. נראה כי פירובט קרבוקסילאז ממלא תפקיד מכריע כגורם גורם ב מוֹחַ התבגרות בשל תפקידה החיוני בסינתזת חומצות שומן (מתן אוקסאלואצטט להמרת אצטיל-CoA לציטראט) ובסינתזה של נוירוטרנסמיטר אצטילכולין. יתר על כן, oxaloacetate נדרש לסינתזה דה נובו של אספרטט, מרגש (ממריץ) נוירוטרנסמיטר. Propionyl-CoA carboxylase Propionyl-CoA carboxylase הוא אנזים מפתח הממוקם במיטוכונדריה בזרז של מתילמלוניל-CoA מפרופיוניל-CoA. ברקמות אנושיות, חומצה פרופיונית נובעת מחמצון של מספר אי זוגי חומצות שומן, השפלה של מסוימים חומצות אמינו - מתיונין, איזולאוצין, וואלין - וייצור על ידי מיקרואורגניזמים של מערכת העיכול. מתילמלוניל-קו א 'מושפל עוד יותר לסוקסיניל-קו-א ו אוקסאלואצטט. Oxaloacetate גורם או גלוקוז או פַּחמָן דו תחמוצת (CO2) ו מַיִם (H2O) .לפיכך, קרבוקסילאז propionyl-CoA הוא מרכיב חשוב בסינתזת הגלוקוז כמו גם באספקת האנרגיה. 3-Methylcrotonyl-CoA carboxylase 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase הוא גם אנזים מיטוכונדריאלי. הוא אחראי להמרה של 3-methylcrotonyl-CoA ל- 3-methylglutaconyl-CoA, אשר ממלא תפקיד בהשפלה של אוצין. 3-Methylglutaconyl-CoA ו- 2-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA מומרים לאחר מכן ל- acetoacetate ו- acetyl-CoA. האחרון הוא מרכיב חיוני בציטראט ציקלוז. 3-Methylcrotonyl-CoA יכול להיות מושפל ללא תלות בביוטין לשלוש תרכובות אחרות, אשר מיוצרות בהתאם בתדירות גבוהה יותר במקרה של מחסור ביוטין. אצטיל-קוא-קרבוקסילאז Acetyl-CoA קרבוקסילאז נמצא גם במיטוכונדריה וגם בציטוזול. האנזים מאפשר את הקרבוקסילציה הציטוזול-מקומית, תלויה ב- ATP של אצטיל-CoA למלוניל-CoA. תגובה זו מייצגת את תחילתה של סינתזת חומצות שומן. על ידי המרת רב בלתי רווי רב שרשרת חומצות שומן על ידי התארכות השרשרת, malonyl-CoA חשוב להיווצרות מבשרי פרוסטגלנדין. פרוסטגלנדינים שייכים לקבוצה של איקוזנואידים (נגזרות מחומצן של רב בלתי רווי חומצות שומן) המשפיעים על תפקוד השרירים החלקים והשרירים.

השפעות אחרות:

  • השפעה על הביטוי של גנים שאינם תלויים בביוטין אנזימים.
  • השפעה על צמיחה ותחזוקה של דם תאים, בלוטות חלב ורקמת עצבים.
  • השפעה על התגובה החיסונית - על ידי תוסף ביוטין של 750 מיקרוגרם ליום למשך 14 יום ו- 2 מ"ג ליום במשך 21 יום, בהתאמה, היה ביטוי מוגבר של הגנים לאינטרלוקין-1ß ואינטרפרון-y וגם ירידה בביטוי הגן לאינטרלוקין -4 בתאי הדם; בנוסף, שחרורם של אינטרלוקינים שונים הושפע
  • תוספי ביוטין הובילו לשיפור במרקם העור בלא מעט מחקרים
  • יומי מנהל של 2.5 מ"ג ביוטין למשך 6 חודשים נמצא מעבה ומשפר את מבנה הציפורניים