Biotina: funciones

El individuo biotina-carboxilasas dependientes - piruvato, propionil-CoA, 3-metilcrotonil-CoA y acetil-CoA carboxilasa - son esenciales para la gluconeogénesis, la síntesis de ácidos grasos y la degradación de aminoácidos, respectivamente. La degradación proteolítica de estas holocarboxilasas en el tracto gastrointestinal produce biotina-que contienen péptidos, incluida la biocitina significativa. Esto se convierte posteriormente de nuevo en biotina por la enzima biotinidasa, que está presente en casi todos los tejidos y se separa lisina o péptido de lisil. Es capaz de unir biotina individual. moléculas a las histonasproteínas alrededor del cual se envuelve el ADN) o para escindirlas de las histonas. De esta forma, se cree que la biotina transferasa puede afectar cromatina estructura (andamio de hilos del ADN), reparación del ADN y genoma expresión. La deficiencia de biotinidasa (defecto congénito heredado autosómico recesivo, extremadamente raro) conduce a la incapacidad de extraer biotina de la biocitina. Debido al mayor requerimiento de biotina, los niños afectados dependen del suministro de cantidades farmacológicas de biotina libre. La biotina se absorbe principalmente en la zona proximal. intestino delgado. Debido a la auto-síntesis en el colon por microorganismos productores de biotina, la excreción diaria de biotina y sus metabolitos en la orina y las heces excede la cantidad suministrada con los alimentos.

Coenzima en reacciones de carboxilación

La función esencial de la biotina es actuar como cofactor o grupo protésico de cuatro carboxilasas que catalizan la unión de un grupo carboxilo (bicarbonato - CO2) inorgánico. ácidos. Por lo tanto, la vitamina B participa en varios procesos metabólicos esenciales de todos los grupos de sustancias vitales y nutrientes que proporcionan energía. La biotina es un componente de las siguientes reacciones de carboxilasa:

  • Piruvato carboxilasa: componente importante tanto en la gluconeogénesis como en la síntesis de ácidos grasos (lipogénesis).
  • Propionil-CoA carboxilasa: esencial para glucosa síntesis y, por tanto, para el suministro de energía.
  • 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa: esencial para la degradación de aminoácidos esenciales (leucina catabolismo).
  • Acetil-CoA carboxilasa: componente importante en la síntesis de ácidos grasos.

Piruvato carboxilasa El piruvato carboxilasa se encuentra en el mitocondrias, las "plantas de energía" de las células. Allí, la enzima es responsable de la carboxilación del piruvato a oxaloacetato. El oxaloacetato es el material de partida y, por tanto, un componente esencial de la gluconeogénesis. La formación de nuevos glucosa tiene lugar principalmente en el hígado y riñones, y por lo tanto, las actividades más altas de la piruvato carboxilasa se encuentran en estos dos órganos. En consecuencia, la piruvato carboxilasa sirve como enzima clave en la nueva formación de glucosa y participa en la regulación de sangre niveles de glucosa. La glucosa es el proveedor de energía más importante del organismo. En particular, eritrocitos (rojo sangre células), cerebroy la médula renal dependen de la glucosa para obtener energía. Después de la glucólisis, el metabolito acetil-CoA se forma en el mitocondrias por descarboxilación oxidativa (escisión de un grupo carboxilo) de piruvato. Este "activado ácido acético”(Un residuo de ácido acético unido a una coenzima) representa el comienzo del citrato cycluś en el mitocondrias y por tanto el material de partida para la biosíntesis de grasas. Para atravesar la membrana mitocondrial, la acetil-CoA debe convertirse en citrato (sal de ácido cítrico), que es permeable a la membrana. Esta reacción es posible gracias a la citrato sintetasa, ya que la enzima, como resultado de la degradación de acetil-CoA, transfiere el residuo de acetilo a oxaloacetato - condensación de oxalacetato con formación de citrato. Este paso de reacción del citrato cycluś libera energía, por un lado en forma de GTP (como el ATP, una "concesión de energía universal" de la célula) y por otro lado en forma de equivalentes de reducción (NADH + H + y FADH2). Estos últimos se utilizan posteriormente en la cadena respiratoria para formar más ATP. moléculas, que es la principal ganancia de energía en la respiración celular. Una vez que el citrato ha pasado de la mitocondria al citosol, se convierte de nuevo en acetil-CoA con la ayuda de la citrato liasa. Para mantener la actividad normal del citrato cycluś, el oxaloacetato debe ser producido continuamente a partir del piruvato por la piruvato carboxilasa, que a su vez es necesario para la formación de citrato Finalmente, la acetil-CoA solo puede entrar en el citosol en forma de sal de ácido cítrico para iniciar la síntesis de ácidos grasos La piruvato carboxilasa parece desempeñar un papel crucial como cofactor en cerebro maduración debido a su función esencial en la síntesis de ácidos grasos (proporcionando oxaloacetato para convertir acetil-CoA en citrato) y en la síntesis de la neurotransmisor acetilcolina. Además, el oxaloacetato es necesario para la síntesis de novo de aspartato, un excitador (energizante) neurotransmisor. Propionil-CoA carboxilasa La propionil-CoA carboxilasa es una enzima clave localizada en las mitocondrias en la catálisis de metilmalonil-CoA a partir de propionil-CoA. En los tejidos humanos, el ácido propiónico es el resultado de la oxidación de ácidos grasos, la degradación de ciertos aminoácidos , metionina, isoleucina y valina, y la producción por microorganismos del tracto gastrointestinal. La metilmalonil-CoA se degrada aún más a succinil-CoA y oxaloacetato. El oxaloacetato da como resultado glucosa o carbono dióxido (CO2) y agua (H2O). En consecuencia, la propionil-CoA carboxilasa es un componente importante de la síntesis de glucosa, así como el suministro de energía. La 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa La 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa es también una enzima mitocondrial. Es responsable de la conversión de 3-metilcrotonil-CoA en 3-metilglutaconil-CoA, que desempeña un papel en la degradación de leucina. Posteriormente se convierten 3-metilglutaconil-CoA y 2-hidroxi-3-metilglutaril-CoA en acetoacetato y acetil-CoA. Este último es un componente esencial del citrato cycluś. La 3-metilcrotonil-CoA puede degradarse independientemente de la biotina en otros tres compuestos, que por lo tanto se producen con mayor frecuencia en el caso de deficiencia de biotina. Acetil-CoA carboxilasa La acetil-CoA carboxilasa se encuentra tanto en las mitocondrias como en el citosol. La enzima facilita la carboxilación dependiente de ATP, localizada en citosol, de acetil-CoA a malonil-CoA. Esta reacción representa el comienzo de la síntesis de ácidos grasos. Al convertir poliinsaturados de cadena larga ácidos grasos por elongación de la cadena, la malonil-CoA es importante para la formación de precursores de prostaglandinas. Prostaglandinas pertenecen al grupo de eicosanoides (derivados oxigenados de poliinsaturados ácidos grasos) que afectan la función y la musculatura del músculo liso uterino.

Otros efectos:

  • Influencia en la expresión de genes no dependientes de biotina. CRISPR-CasXNUMX.
  • Influencia en el crecimiento y mantenimiento de sangre Células, glándulas sebáceas y tejido nervioso.
  • Influencia en la respuesta inmune: mediante la suplementación con biotina de 750 µg / día durante 14 días y 2 mg / día durante 21 días, respectivamente, hubo un aumento de la expresión de los genes de interleucina-1ß e interferón-y y una disminución de la expresión del gen. para la interleucina-4 en las células sanguíneas; Además, la liberación de varias interleucinas se vio influida
  • La suplementación con biotina condujo a una mejora en la textura de la piel en bastantes estudios
  • Diario administración de 2.5 mg de biotina durante 6 meses espesa y mejora la estructura de las uñas