DSC
16 (12)

1 78    8. Biotyna

Jednym z najlepiej poznanych enzymów biotynowych jest trcmskarbo. ksylaza, wyodrębniona z bakterii propionowych. Katalizuje ona następujące reakcje:

COOH

I

H₃C — CH —CO~S —CoA + E — biotyna    (8.4)

CH₃-CH₂-CO~S-CoA + E-biotyna-COO"

E —biotyna —COO" + H₃C — CO — COO '?:E-biotyna +    (8.5)

+ HOOC —CH₂ —CO —COO"

Jak wynika z powyższych równań, metylomalonylo-CoA, występujący w komórce w katalitycznych ilościach, jest dostarczycielem grup karboksylowych w reakcji transkarboksylacji, w wyniku której pirogronian jest przekształcany w oksalooctan. Reakcje te mają ogromne znaczenie dla procesu fermentacji propionowej u bakterii.

Metylomalonylo-CoA po oddaniu grupy karboksylowej przekształca się w propionylo-CoA, a oksalooctan ulega redukcji do bursztynianu. Uwolniony z propionylo-CoA koenzym łączy się z bursztynianem, tworząc bursztynylo--CoA. W ten sposób pojawia się końcowy produkt fermentacji propionowej, jakim jest właśnie kwas propionowy.

Z kolei bursztynylo-CoA ulega konwersji w metylomalonylo-CoA. Katalizatorem tej reakcji jest kobalaminozależny enzym — mutaza metylomalonylo-CoA. Tym samym cykl zamyka się.

Trzecią grupę biotynozależnych enzymów stanowią dekarboksylazy, które w odróżnieniu od karboksylaz biotynowych mają inne centrum aktywne, zwane „dekarboksylazą biotynową". Substratami tych dekarboksylaz są np. metylomalonylo-CoA lub oksalooctan. Reakcja ta jest również niezależna od ATP.

Znane są dwie biotynozależne dekarboksylazy. Jedną z nich jest dekarbo-ksylaza metylomalonylo-CoA z Bacillus laclilyticus. Katalizuje ona bardzo szybką dekarboksylację bursztynianu do propionianu i C0₂. A zatem metylo-malonylo-CoA jest w tym procesie jedynie produktem pośrednim.

Druga z tych dekarboksylaz to dekarboksylaza z Aerobacter aerogenes.

8.9. Objawy braku lub niedoboru

(awitaminoza, hipowitaminoza); hiperwitaminoza i toksyczność

Stany chorobowe wywołane niedoborem biotyny są słych ludzi niezwykle rzadkie, ponieważ ta witamina

upowszechniona w różnych produktach spożywczych, a w dodatku jest też syntetyzowana przez mikroflorę jelitową.

Historia awitaminozy biotynowej sięga roku 1927, kiedy u szczurów karmionych białkiem jaj zaobserwowano zaawansowane zapalenie skóry j utratę sierści. Zjawisko to nazwano „syndromem białka jaja", a w kilka lat później ustalono, że podawanie biotyny usuwa skutki tego niedomagania. Wkrótce też wyodrębniono z białka jaj czynnik odpowiedzialny za tego rodzaju syndrom. Czynnik ten nazwano awidyną. Obecnie wiadomo, że awidyna tworzy z biotyną niezwykle trwały kompleks, co uniemożliwia wchłanianie biotyny z przewodu pokarmowego.

Awitaminoza biotynowa wywołana przez spożywanie znacznych ilości awidyny objawia się depresją, apatią, sennością, stanami lękowymi i halucynacjami, bólami mięśni i nadwrażliwością czuciową. W przypadku przedłużającej się awitaminozy skóra przybiera barwę szarobiałą i wykazuje tendencję do łuszczenia. Wszystkim tym objawom może towarzyszyć utrata apetytu, co prowadzi do zmniejszenia spożycia pokarmu.

Opisane wyżej symptomy ustępują już po kilku dniach terapii biotynowej, polegającej na parenteralnym dawkowaniu tej witaminy w ilości 75 - 300 pg dziennie.

Oddzielny problem stanowią wrodzone defekty enzymów biotynowych, których skutki prowadzą do objawów charakterystycznych dla niedoboru biotyny. Zagadnienie to znajduje się w sferze zainteresowań zarówno lekarzy, jak i biochemików.

W odniesieniu do ludzi toksyczności biotyny nie stwierdzono. Jeśli nawet założyć istnienie pewnej określonej toksyczności, to jest ona zapewne bardzo niewielka, albowiem dzieci z wrodzonymi defektami enzymów biotynowych, tolerowały dawki biotyny 10 mg/dzień w ciągu wielu miesięcy przy parenteral-nej metodzie wprowadzania. Pewne toksyczne działanie biotyny zaobserwowano jedynie u ciężarnych szczurów, którym wstrzykiwano 1 mg biotyny na kg masy ciała dziennie. Objawiało się to resorpcją płodu oraz zaburzeniami w wytwarzaniu estrogenu.

8.10. Zależność aktywności biologicznej od budowy — pochodne, analogi i antywitaminy

Zmodyfikowane formy biotyny wyodrębniono z produktów syntezy mikrobiologicznej (np. detiobiotynę) czy też produktów degradacji samej witaminy lub enzymów biotynowych. Wiele pochodnych i analogów otrzymano również metodami syntezy chemicznej. Zdecydowaną większość tych pochodnych i analogów biotyny stanowią związki, w których atom siarki został zastąpiony przez inne atomy lub grupy atomów W szczególności znane są takie analogi.