L’individu biotina-carboxilases dependents - piruvat, propionil-CoA, 3-metilcrotonil-CoA i acetil-CoA carboxilasa: són essencials per a la gluconeogènesi, la síntesi d’àcids grassos i la degradació d’aminoàcids, respectivament. La degradació proteolítica d’aquestes holocarboxilases al tracte gastrointestinal produeix biotina-que conté pèptids, inclosa la significativa biocitina. Posteriorment, es torna a convertir en biotina per l'enzim biotinidasa, que és present en gairebé tots els teixits i es divideix lisina o pèptid de lisil. És capaç d’unir la biotina individual molècules a histones (proteïnes al voltant del qual s’embolica l’ADN) o per trencar-les de les histones. D’aquesta manera, es creu que la biotina transferasa pot afectar cromatina estructura (bastiment de fil d'ADN), reparació d'ADN i general expressió. La deficiència de biotinidasa (defecte congènit heretat autosòmic recessiu, extremadament rar) condueix a la incapacitat d’extreure biotina de la biocitina. A causa de l’augment del requisit de biotina, els nens afectats depenen de l’aportació de quantitats farmacològiques de biotina lliure. La biotina s’absorbeix principalment a la zona proximal intestí prim. A causa de l'autosíntesi a la còlon pels microorganismes productors de biotina, l’excreció diària de biotina i els seus metabòlits en orina i femta supera la quantitat subministrada amb aliments.
Coenzim en reaccions de carboxilació
La funció essencial de la biotina és actuar com a cofactor o grup protètic de quatre carboxilases que catalitzen la unió d’un grup carboxil (bicarbonat - CO2) inorgànic àcids. Per tant, la vitamina B participa en diversos processos metabòlics essencials de tots els grups de substàncies vitals i nutrients que aporten energia. La biotina és un component de les següents reaccions carboxilasa:
- Piruvat carboxilasa: component important tant en la gluconeogènesi com en la síntesi d’àcids grassos (lipogènesi).
- Propionil-CoA carboxilasa: essencial per a glucosa síntesi i per tant per al subministrament d'energia.
- 3-Metilcrotonil-CoA carboxilasa: essencial per a la degradació de aminoàcids essencials (leucina catabolisme).
- Acetil-CoA carboxilasa: component important en la síntesi d’àcids grassos.
Piruvat carboxilasa El piruvat carboxilasa es troba a la mitocòndries, les "centrals elèctriques" de les cèl·lules. Allà, l’enzim és responsable de la carboxilació del piruvat a oxaloacetat. L’oxaloacetat és el material de partida i, per tant, un component essencial de la gluconeogènesi. La formació de nous glucosa té lloc principalment al fetge i els ronyons i, per tant, les activitats més altes de piruvat carboxilasa es troben en aquests dos òrgans. En conseqüència, la piruvat carboxilasa serveix com a enzim clau en la nova formació de glucosa i participa en la regulació de sang nivells de glucosa. La glucosa és el proveïdor d’energia més important de l’organisme. En particular, eritròcits (vermell sang cèl · lules), cervell, i la medul·la renal depèn de la glucosa per obtenir energia. Després de la glicòlisi, el metabòlit acetil-CoA es forma a la mitocòndries per descarboxilació oxidativa (escissió d’un grup carboxil) del piruvat. Això "s'ha activat àcid acètic”(Un residu d’àcid acètic unit a un coenzim) representa l’inici del citrat cycluś al mitocòndries i, per tant, el material de partida per a la biosíntesi dels greixos. Per passar a través de la membrana mitocondrial, l’acetil-CoA s’ha de convertir en citrat (sal de àcid cítric), que és permeable a la membrana. Aquesta reacció és possible gràcies a la citrat sintetasa, ja que l’enzim, com a resultat de la degradació de l’acetil-CoA, transfereix el residu d’acetil a oxaloacetat, condensació de l’oxaloacetat amb la formació de citrat. Aquest pas de reacció del citrat cycluś allibera energia, d'una banda en forma de GTP (com l'ATP una "donació d'energia universal" de la cèl·lula) i, d'altra banda, en forma d'equivalents de reducció (NADH + H + i FADH2). Aquests últims s'utilitzen posteriorment a la cadena respiratòria per formar més ATP molècules, que és el principal guany d’energia en la respiració cel·lular. Després que el citrat ha passat del mitocondri al citosol, es converteix de nou en acetil-CoA amb l'ajut de la citasa liasa. Per mantenir l'activitat normal del citrat cycluś, l'oxaloacetat s'ha de produir contínuament a partir de piruvat per piruvat carboxilasa, que al seu torn és necessari per a la formació de citrat. Finalment, l’acetil-CoA només pot entrar al citosol en forma de sal de àcid cítric per iniciar la síntesi d’àcids grassos. La piruvat carboxilasa sembla tenir un paper crucial com a cofactor a cervell maduració per la seva funció essencial en la síntesi d’àcids grassos (proporcionant oxaloacetat per convertir l’acetil-CoA en citrat) i en la síntesi de neurotransmissor acetilcolina. A més, es requereix oxaloacetat per a la síntesi de novo de l’aspartat, un excitant (energitzant) neurotransmissor. Propionil-CoA carboxilasa La propionil-CoA carboxilasa és un enzim clau localitzat en mitocondris en la catàlisi de metilmalonil-CoA a partir de propionil-CoA. En els teixits humans, l’àcid propiónic resulta de l’oxidació dels senars àcids grassos, la degradació de certs aminoàcids - metionina, isoleucina i valina, i producció per microorganismes del tracte gastrointestinal. El metilmalonil-CoA es degrada a succinil-CoA i oxaloacetat. L’oxaloacetat provoca glucosa o carboni diòxid (CO2) i aigua (H2O). En conseqüència, la carboxilasa de propionil-CoA és un component important de la síntesi de glucosa i del subministrament d'energia. La 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa La 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa també és un enzim mitocondrial. És responsable de la conversió de 3-metilcrotonil-CoA en 3-metilglutaconil-CoA, que té un paper en la degradació de leucina. El 3-metilglutaconil-CoA i el 2-hidroxi-3-metilglutari-CoA es converteixen posteriorment en acetoacetat i acetil-CoA. Aquest últim és un component essencial del citrat cycluś. El 3-metilcrotonil-CoA es pot degradar independentment de la biotina en altres tres compostos, que en conseqüència es produeixen amb més freqüència en cas de deficiència de biotina. Acetil-CoA carboxilasa L’acetil-CoA carboxilasa es troba tant en els mitocondris com en el citosol. L’enzim facilita la carboxilació localitzada del citosol, dependent de l’ATP, de l’acetil-CoA a malonil-CoA. Aquesta reacció representa l’inici de la síntesi d’àcids grassos. En convertir poliinsaturats de cadena llarga àcids grassos per allargament de la cadena, el malonil-CoA és important per a la formació de precursors de prostaglandines. Prostaglandines pertanyen al grup de eicosanoides (derivats oxigenats de poliinsaturats àcids grassos) que afecten la funció i la musculatura del múscul llis uterí.
Altres efectes:
- Influència en l'expressió de gens no dependents de la biotina enzims.
- Influència en el creixement i manteniment de sang cèl · lules, glàndules sebàcies i teixit nerviós.
- Influència en la resposta immune: mitjançant suplements de biotina de 750 µg / dia durant 14 dies i 2 mg / dia durant 21 dies, respectivament, hi va haver una major expressió dels gens per a la interleucina-1ß i l'interferó-i i una disminució de l'expressió del gen per a la interleucina-4 a les cèl·lules sanguínies; a més, es va influir en l'alliberament de diverses interleukines
- La suplementació de biotina va conduir a una millora de la textura de la pell en força estudis
- diari administració de 2.5 mg de biotina durant 6 mesos es va trobar que espessia i millora l’estructura de les ungles
