74.Біотин був уперше виділений в 1935 р. з яєчного жовтка.
Молекула біотину є циклічним похідним сечовини, а бічний ланцюг представлений валеріановою кислотою.
Карбонільна група біотину зв'язується амідним зв'язком з альфа-аміно-групою лізину, утворюючи N-биотиниллизин (биоцитин), що має біологічною активністю. Природні складні білки, що містять біотин, при влученні в організм піддаються протеолізу зі звільненням вільного біоцитину; останній піддається гідролізу під дією биоцитинази печінки й сироватки крові з утворенням біотину й лзину.
Клінічні прояви недостатності біотину в людини вивчені недостатньо. Це пояснюється тим, що бактерії кишківнику мають здатність синтезувати біотин у необхідних кількостях. Недостатність його проявляється у випадку вживання великої кількості сирого яєчного білка або прийому сульфаніламідних препаратів і антибіотиків, що придушують ріст бактерій у кишківнику. У людини при недостатності біотину відзначаються запальні процеси шкіри (дерматити), що супроводжуються посиленою діяльністю сальних залоз, випаданням волось, поразкою нігтів, часто відзначаються болі в м'язах, утома, сонливість, депресія, а також анорексія й анемія. Всі ці явища звичайно проходять через кілька днів після щоденного введення біотину. У пацюків недостатність біотину, викликана введенням з їжею сирого яєчного білка, викликає явища гострого дерматиту, облисіння й паралічі.
Біотин докладно вивчений завдяки роботам Ф. Линена. Відомі до теперішнього часу биотїніві ферменти (тобто ферменти, що містять як кофермент біотин) каталізують два типи реакцій:
1) реакції карбоксилювання (за участю С2 або НСО3-), сполучені з розпадом АТФ
RH + HC03- + ATO<=> R-COOH +AТФ+H3P04;
2) реакції транскарбоксилювання ( щопротікають без участі АТФ), при яких субстрати обмінюються карбоксильной групою
R1-COOH + R2H <=> R1H + R2-COOH.
Отримано докази двохстадійного механізму цих реакцій з утворенням проміжного комплексу (карбоксибиотинилфермент).
До реакцій першого типу належать, наприклад, ацетил-Коа- і пируват-карбоксилазні реакції:
C H 3- C O - S - K o A + CO2+ АТФ <=> H O O C - C H 2- C O - K o A + АДФ + Pі.
Пируваткарбоксилаза є високоспецифичним ферментом, який каталізує унікальну реакцію засвоєння в організмі тварин. Сутність реакції зводиться до поповнення запасів оксалоацетату (щавелевооцтова кислота) у лимоннокислому циклі (так звані "анаплеро-тичні", "" реакції, що поповнюють,)
Пируват + CO2+ АТФ + H2O -> Оксалоацетат + АДФ + Pі+ 2H+
Реакція протікає у дві стадії: на першій стадії, пов'язаної з витратою енергії, піддається активуванню, тобто ковалентному зв'язуванню з біотином в активному центрі ферменту (Е-биотин):
На другій стадії С2 з комплексу переноситься на пируват з утворенням оксалоацетата й звільненням ферменту:
Реакції карбоксилювання й транскарбоксилювання мають важливе значення в організмі при синтезі вищих жирних кислот, білків, пуринових нуклеотидів (відповідно нуклеїнівих кислот) і ін.
Поширення в природі й добова потреба. Біотин утримується майже у всіх продуктах тваринного й рослинного походження, голівним чином у зв'язаній формі. Багаті цим вітаміном печінка, нирки, молоко, жовток яйця. У рослинних продуктах (картопля, лук, томат, шпинат) біотин перебуває як у вільному, гак і у зв'язаному стані. Для людини й тварин важливим джерелом є біотин, синтезований мікрофлорою кишківнику. Добова потреба дорослої людини в біотині приблизно 0,25 мг.
75 Антівітаміни
У цей час антивітаміни прийнятий ділити на дві групи: 1) антивітаміни, що мають структуру, подібну зі структурою нативного вітаміну, і які впливають , заснована на конкурентних взаєминах з ним; 2) антивітаміни, що викликають модифікацію хімічної структури вітамінів або уповільнюють їхнє усмоктування, транспорт, що супроводжується зниженням або втратою біологічного ефекту вітамінів. Таким чином, терміном "антивітаміни" позначають будь-які речовини, що викликають незалежно від механізму їхньої дії зниження або повна втрата біологічної активності вітамінов.
Структуроподіюні антивітаміни (про деяких з них уже згадувалося раніше) по суті являють собою антиметаболіти й при взаємодії з апоферментом утворять неактивний ферментний комплекс, виключаючи ензиматичну реакцію з усіма наслідками, що випливають звідси.
Крім структуроподібних аналогів вітамінів, введення яких обумовлює розвиток щирих авитамінозов, розрізняють антивітаміни біологічного походження, у тому числі ферменти й білки, що викликають розщеплення або зв'язування молекул вітамінів, позбавляючи їхньої фізіологічної дії. До них належать, наприклад, тиамінази І і ІІ, що викликають розпад молекули вітаміну В1, аскорбатоксидаза, яка каталізує руйнування вітаміну С, білок авидин, що зв'язує біотин у біологічно неактивний комплекс. Більшість цих антивітамінів застосовують як лікувальні засоби зі строго спрямованою дією на деякі біохімічні й фізіологічні процеси. Зокрема , з антивітамінов жиророзчинних вітамінів використаються дикумарол, варфарин і тромексан (антагоністи вітаміну К) як антизгортальні препарати. Добре вивченими є антивітамінамі тіаміну є окситиамін, пири- і неопиритиамін, рибофлавіну - атербин, акрихін, галактофлавін, ізорибофлавін (всі вони конкурують із вітаміном В2 при біосинтезі коферментів ФАД і ФМН), пиридоксину - дезоксипиридоксин, циклосерин, изоникотиноилгідроазид (ізоніазид), що робить антибактеріальну дію на мікобактерії туберкульозу. Антивітамінамі фолієвої кислоти є аміно- і аметоптерини, вітаміну В12 - похідні нікотінової кислоти - ізоніазид і 3-ацетилпиридин, параамінобензойной кислоти - сульфаніламідні препарати; всі вони знайшли широке застосування в якості противопухлинних або антибактеріальних засобів, гальмуючи синтез білка й нуклеїнівих кислот у клітинах.
