بیوتین: توابع

فرد بیوتینکربوکسیلازهای وابسته - پیروات، پروپیونیل-کوآ ، 3-متیل کرتونیل-کوآ و استیل-کوآ کربوکسیلاز - به ترتیب برای گلوکونئوژنز ، سنتز اسیدهای چرب و تخریب اسیدهای آمینه ضروری هستند. تخریب پروتئولیتیک این هولوکاربوکسیلازها در دستگاه گوارش تولید می کند بیوتینحاوی پپتیدها ، از جمله بیوسیتین قابل توجه. این متعاقباً دوباره به تبدیل می شود بیوتین توسط آنزیم بیوتینیداز ، که تقریباً در همه بافت ها وجود دارد و جدا می شود لیزین یا پپتید لیزیل. این ماده می تواند بیوتین فردی را به هم پیوند دهد مولکول ها به هیستون (پروتئین ها که در اطراف آن DNA پیچیده شده است) یا آنها را از هیستون جدا کند. به این ترتیب تصور می شود که ترانسفراز بیوتین می تواند تأثیر بگذارد کروماتین ساختار (داربست رشته ای DNA) ، ترمیم DNA ، و ژن اصطلاح. کمبود بیوتینیداز - نقص مادرزادی توارثی اتوزومال مغلوب ، بسیار نادر - منجر به ناتوانی در استخراج بیوتین از بیوسیتین می شود. با توجه به افزایش نیاز به بیوتین ، کودکان مبتلا به تأمین مقادیر دارویی بیوتین رایگان بستگی دارند. بیوتین عمدتا در پروگزیمال جذب می شود روده کوچک. به دلیل خودسازی در روده بزرگ توسط میکروارگانیسم های تولید کننده بیوتین ، دفع روزانه بیوتین و متابولیت های آن از طریق ادرار و مدفوع بیش از مقدار تأمین شده با غذا است.

کوآنزیم در واکنش های کربوکسیلاسیون

عملکرد اساسی بیوتین این است که به عنوان یک فاکتور یا یک گروه مصنوعی از چهار کربوکسیلاز عمل می کند که اتصال یک گروه کربوکسیل (بی کربنات - CO2) غیر آلی را کاتالیز می کند. اسیدها. بنابراین ویتامین B در چندین فرآیند متابولیکی ضروری در تمام گروه های غذایی و مواد حیاتی تأمین کننده انرژی نقش دارد. بیوتین یکی از اجزای واکنشهای کربوکسیلاز زیر است:

  • پیروات کربوکسیلاز - جز component مهمی در گلوکونئوژنز و سنتز اسیدهای چرب (لیپوژنز) است.
  • پروپیونیل-کوآ کربوکسیلاز - برای آن ضروری است گلوکز سنتز و در نتیجه برای تأمین انرژی.
  • 3-متیل کروتونیل-CoA کربوکسیلاز - برای تخریب آن ضروری است اسیدهای آمینه ضروری (لوسین کاتابولیسم).
  • استیل-کوآ کربوکسیلاز - جز component مهمی در سنتز اسیدهای چرب است.

پیروات کربوکسیلاز کربوکسیلاز پیروات در واقع شده است میتوکندری، "نیروگاههای" سلولها. در آنجا ، آنزیم مسئول کربوکسیلاسیون پیروات به اگزالواستات است. اگزالو استات ماده اولیه و در نتیجه یک جز اساسی گلوکونئوژنز است. شکل گیری جدید گلوکز اتفاق می افتد در درجه اول در کبد و کلیه ها ، و بر این اساس بیشترین فعالیت های کربوکسیلاز پیروات در این دو اندام یافت می شود. بر این اساس ، پیروات کربوکسیلاز به عنوان یک آنزیم اصلی در تشکیل جدید فعالیت می کند گلوکز و در تنظیم خون سطح گلوکز گلوکز مهمترین تأمین کننده انرژی ارگانیسم است. به خصوص، اریتروسیت ها (قرمز خون سلول ها)، مغز، و مدولای کلیوی برای تأمین انرژی به گلوکز اعتماد می کنند. به دنبال گلیکولیز ، متابولیت استیل-CoA در تشکیل می شود میتوکندری توسط دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو (تجزیه یک گروه کربوکسیل) پیروات. این "فعال شد استیک اسید"(باقیمانده اسید استیک متصل به کوآنزیم) نشان دهنده آغاز سیترات سیکلو در میتوکندری و بنابراین ماده اولیه بیوسنتز چربی ها. به منظور عبور از غشا mit میتوکندری ، استیل-CoA باید به سیترات (نمک از) تبدیل شود اسید سیتریک) ، که برای غشا نفوذ پذیر است. این واکنش توسط سیترات سنتاز امکان پذیر می شود ، بدین صورت که آنزیم ، در نتیجه تخریب استیل-CoA ، بقایای استیل را به اگزالو استات منتقل می کند - میعانات اگزالو استات با تشکیل سیترات. این مرحله واکنش سیترات سیکلو انرژی را آزاد می کند ، از یک طرف به شکل GTP (مانند ATP "" انرژی جهانی "از سلول) و از سوی دیگر به صورت معادل های کاهش (NADH + H + و FADH2). دومی متعاقباً در زنجیره تنفسی برای تشکیل ATP بیشتر استفاده می شود مولکول ها، که اصلی ترین سود انرژی در تنفس سلولی است. پس از عبور سیترات از میتوکندری به سیتوزول ، با کمک سیترات لیاز دوباره به استیل-CoA تبدیل می شود. برای حفظ فعالیت طبیعی سیترات سیکلو ، اگزالو استات باید به طور مداوم از پیروات توسط کربوکسیلاز پیروات تولید شود ، که به نوبه خود برای تشکیل سیترات لازم است. در نهایت ، استیل-CoA فقط می تواند به شکل نمک از سیتوزول وارد شود اسید سیتریک برای شروع سنتز اسیدهای چرب. به نظر می رسد کربوکسیلاز پیروات به عنوان یک فاکتور در نقش مهمی بازی می کند مغز بلوغ به دلیل عملکرد اساسی آن در سنتز اسیدهای چرب (تأمین اگزالو استات برای تبدیل استیل-CoA به سیترات) و در سنتز انتقال دهنده عصبی استیل کولین. علاوه بر این ، اگزالو استات برای سنتز نوین آسپارتات ، یک ماده تحریک کننده (انرژی دهنده) مورد نیاز است. انتقال دهنده عصبی. پروپیونیل-کوآ کاربوکسیلاز پروپیونیل-کوآ کربوکسیلاز یک آنزیم اصلی است که در تجزیه و تحلیل متیل مالونیل-کوآ از پروپیونیل-CoA در میتوکندری واقع شده است. در بافتهای انسانی ، اسید پروپیونیک ناشی از اکسیداسیون شماره فرد است اسیدهای چرب، تخریب خاص اسیدهای آمینه - متیونین، ایزولوسین و والین - و تولید توسط میکروارگانیسم های دستگاه گوارش. متیل مالونیل-CoA بیشتر به سوکسینیل-CoA و اگزالو استات تجزیه می شود. اگزالو استات منجر به گلوکز یا کربن دی اکسید (CO2) و آب (H2O). بر این اساس ، پروپیونیل-کوآ کربوکسیلاز یک جز component مهم در سنتز گلوکز و همچنین تأمین انرژی است. کربوکسیلاز 3-متیل کروتونیل-کوآ 3 کربوکسیلاز 3-متیل کروتونیل-کوآ نیز یک آنزیم میتوکندریایی است. این ماده وظیفه تبدیل 3-متیل كروتونیل-CoA به XNUMX-متیل گلوتاكونیل-CoA را دارد كه در تخریب لوسین. 3-متیل گلوتاکونیل-CoA و 2-هیدروکسی-3-متیل گلوتاریل-CoA متعاقباً به استواستات و استیل-CoA تبدیل می شوند. دومی یکی از اجزای اساسی سیترات سیکلو است. 3-متیل كروتونیل-CoA را می توان به طور مستقل از بیوتین به سه تركیب دیگر تجزیه كرد ، كه در نتیجه در موارد كمبود بیوتین بیشتر تولید می شوند. استیل-کوآ کربوکسیلاز استیل-کوآ کربوکسیلاز هم در میتوکندری و هم در سیتوزول یافت می شود. آنزیم کربوکسیلاسیون استیل-CoA به مالونیل-CoA وابسته به ATP محلی شده با سیتوزول را تسهیل می کند. این واکنش نشان دهنده آغاز سنتز اسیدهای چرب است. با تبدیل چند غیر اشباع زنجیره بلند اسیدهای چرب با افزایش زنجیره ، مالونیل-CoA برای تشکیل پیش سازهای پروستاگلاندین مهم است. پروستاگلاندین ها متعلق به گروه eicosanoids (مشتقات اکسیژنه از اشباع نشده اسیدهای چرب) که بر عملکرد عضلات صاف رحم و عضلات تأثیر می گذارد.

سایر اثرات:

  • تأثیر در بیان ژن های غیر وابسته به بیوتین آنزیم ها.
  • تأثیر در رشد و نگهداری از خون سلول ها، غدد سباسه و بافت عصبی
  • تأثیر بر پاسخ ایمنی - به ترتیب با مکمل بیوتین 750 میکروگرم در روز به مدت 14 روز و 2 میلی گرم در روز به مدت 21 روز ، هم بیان ژن ها برای اینترلوکین -1 و اینترفرون ی افزایش یافته و هم بیان ژن کاهش یافته است. برای اینترلوکین -4 در سلولهای خونی. علاوه بر این ، انتشار اینترلوکین های مختلف تحت تأثیر قرار گرفت
  • مکمل بیوتین در چند مطالعه منجر به بهبود بافت پوست شد
  • روزانه حکومت از 2.5 میلی گرم بیوتین به مدت 6 ماه باعث ضخیم شدن و بهبود ساختار ناخن ها شد