DSC
09 (12)

I 8 I Bioty na

8.1. Rys historyczny

Biotyna jest jedną z witamin grupy B. Nazwa ta pochodzi od słowa bios, którym pierwotnie określono czynnik wzrostowy niektórych rodzajów drożdży. Dalsze badania wykazały, że bios nie jest jednorodną substancją, lecz składa się z kilku biologicznie czynnych związków, m.in. z inozytolu, kwasu pantotenowego i właśnie biotyny. Ta ostatnia została wyodrębniona w 1936 r. z żółtka jaj, a kilka lat później z wątroby bydlęcej, mleka i drożdży.

Wzór sumaryczny biotyny — C₁₀H₁₆N₂O₃S — został ustalony w 1941 r., a wkrótce potem określono jej budowę. Prawidłowość zaproponowanego wzoru strukturalnego ostatecznie potwierdzono poprzez jej pełną syntezę.

Szczegóły budowy, a zwłaszcza absolutną konfigurację tego związku ustalono dopiero w latach sześćdziesiątych naszego wieku na podstawie wyników analizy rentgenograficznej.

8.2. Budowa i nazewnictwo

Dawniej biotynę często nazywano witaminą H (od niemieckiego słowa Haut, oznaczającego skórę).

Biotyna jest pochodną dwóch skondensowanych układów pierścieniowych — imidazolowego i tetrahydrotiofenowego (rys. 8.1). Jest to więc kwas heksa-hydro-2'-okso-2H-tieno-(3,4-d)-imidazo!o-2-pentanowy.

HNl' ²’^NH \* ./

H—C—C—“H

CH, OH

Rys. 8.1 Wzór strukturalny D( + )-biotyny

igle widać ze wzoru przedstawionego na rysunku 8.1, w cząsteczce biotyny _t,pują trzy centra chiralne, a zatem związek ten może istnieć w postaci ' ? m izomerów optycznie czynnych i czterech racematów. Spośród wszystkich I, f₀rm jedynie D-biotyna jest aktywna biologicznie.

¹ yj przyrodzie występuje też związek będący połączeniem biotyny z lizyną ij-biotynylo-L-lizyna, zwany biocytyną. Jest ona biologicznie czynna w odcieniu do niektórych rodzajów żywych organizmów, w tym zwierząt. Zarówno biotyna, jak i biocytyną są rozpuszczalne w wodzie.

Inne związki biotynopodobne, jak detiobiotyna (rys. 8.2-a) i sulfollenek hioiyny (^s. 8.2—b) są aktywne jedynie w odniesieniu do niektórych mikroorganizmów.

t)

Rys. 8.2. Wzory strukturalne detiobiotyny (a) i sulfotlenku biotyny (b)

| (CH₂)₄-COOH

o

8.3. Właściwości fizyczne i chemiczne

Biotyna jest bezbarwną krystaliczną substancją, o temperaturze topnienia 228 - 232°C (z rozkładem). W wodzie rozpuszcza się niezbyt dobrze (0,02 g w 100 ml), w rozpuszczalnikach organicznych jest raczej nierozpuszczalna, natomiast dobrze rozpuszcza się w rozcieńczonych roztworach zasad. Skręcalność właściwa = +90 -i- +94° (w 0,1 N NaOH). W suchej postaci biotyna jest dość trwała i odporna na działanie tlenu (powietrza), światła, a także ogrzewanie. Pod wpływem promieniowania UV stopniowo ulega rozkładowi.

Dzięki obecności grupy karboksylowej biotyna może być przekształcona w odpowiednie estry, amidy, nitryl czy bezwodnik. Znane są np. ester metylowy, amidowe połączenie biotyny z L-lizyną lub /J-alaniną. Redukcja grupy karboksylowej daje analog biotyny — biotynol (z grupą -CH,OH zamiast — COOH).

Desulfltacja biotyny w obecności katalizatora niklowego prowadzi do powstania detiobiotyny.

Utlenianie w łagodnych warunkach daje sulfotlenek biotyny lub bio-tynosulfon. Ten pierwszy został wyodrębniony z mleka. W przypadku za-