BİYOTİN (Vitamin B7) – Karboksilazların Prostetik Grubu
Biyotin proteine kovalent bağlıdır
Biyotin, apoenzime lizinin ε-amino grubuna kovalent bağlanmış hâlde bulunur.
Bu komplekse karboksibiotin–enzim kompleksi denir.
CO₂ taşıyıcıdır (karboksilasyon reaksiyonları)
Biyotin CO₂’yi bağlar → taşır → substrata transfer eder.
Bu reaksiyon transkarboksilasyon olarak adlandırılır.
Bu nedenle biyotin karboksilaz enzimlerinin vazgeçilmez prostetik grubudur.
Biyotin bağımlı enzimler
Tüm karboksilaz enzimleri biyotine bağımlıdır.
Tıbbi biyokimya açısından en kritik olan 4 enzim şunlardır:
| Enzim (Karboksilaz) | Metabolik Yol | Katalizlediği Reaksiyon | Fonksiyonun Önemi |
| 1. Asetil-KoA Karboksilaz (ACC) | Yağ Asidi Sentezi | Asetil-KoA—>Malonil-KoA | Yağ asidi sentezinin hız kısıtlayıcı (Rate-Limiting) basamağıdır. |
| 2. Piruvat Karboksilaz (PC) | Glukoneogenez | Piruvat—>Oksaloasetat (OAA) | Glukoneogenez (karbonhidrattan glikoz yapımı) ve TCA döngüsü anaplerozu (OAA yenileme) için zorunludur. |
| 3. Propionil-KoA Karboksilaz | Tek Sayılı Yağ Asidi Yıkımı | Propionil-KoA —> Metilmalonil-KoA | Tek karbonlu zincire sahip yağ asitlerinin ve bazı amino asitlerin (Valin, İzolösin, Treonin, Metiyonin) yıkımını sağlar. |
| 4. 3-Metil-krotonil-KoA Karboksilaz | Lösin Yıkılımı | 3-Metil-krotonil-KoA —> Metilglutakonil-KoA | Tek ketojenik amino asit olan Lösin’in metabolizmasında yer alır. |
Aşağıdaki 4 karboksilaz biyotine bağımlıdır:
1-Asetil-KoA karboksilaz
- Yağ asidi sentezinin hız kısıtlayıcı basamağıdır.
- Asetil-KoA → Malonil-KoA
2-Piruvat karboksilaz
- Glukoneogenezde önemli bir enzimdir.
- Piruvat → Oksaloasetat
Bu reaksiyon: Glukoneogenez ve TCA döngüsü anaplerozu için zorunludur.
3-Propionil-KoA karboksilaz
- Propionil-KoA → Metilmalonil-KoA
- Tek sayılı yağ asitlerinin ve bazı aminoasitlerin (Val, Ile, Thr, Met) yıkılım basamağıdır.
Eksikliğinde → Propiyonik asidemi
4-Metil-krotonil-KoA karboksilaz
- Lösin yıkılım yolundadır.
- 3-Metil-krotonil-KoA → 3-Metilglutakonil-KoA
Eksikliğinde → 3-methylcrotonylglycinuria (organik asidemi)
Bu 4 enzim → “Karboksilat 4’lüsü” (Biyotin bağımlılar)
TUS’ta sık gelir:
| Enzim | Süreç | Biyotin? |
|---|---|---|
| Asetil-KoA karboksilaz | Yağ asidi sentezi | ✔ |
| Piruvat karboksilaz | Glukoneogenez | ✔ |
| Propionil-KoA karboksilaz | Tek sayılı yağ asidi / aa yıkımı | ✔ |
| 3-Metil-krotonil-KoA karboksilaz | Lösin yıkılımı | ✔ |
Biyotin eksikliği
Müsebbipler:
- Çiğ yumurta beyazı (avidin) → biyotine bağlanarak emilimi engeller
- Uzun süreli antibiyotik tedavisi
- Biotinidaz eksikliği (yenidoğan taraması kapsamında!)
Bulgular:
- Dermatit (seboreik tip)
- Alopecia
- Konjonktivit
- Ataksi, uyuşma (nörolojik)
- Laktik asidoz / organik asidemi bulguları
Klinik ipuçları
Biotin = karboksil grubu transferi (CO₂ taşıyıcısı)
Biotin = karboksilazların prostetik grubu
Biotin eksikliği = Dermatit + saç dökülmesi + laktik asidoz
4 temel karboksilaz → APPL (Asetil-KoA, Piruvat, Propionil-KoA, 3-Metilkrotonil-KoA)
———————–
Biyotin, proteine bağlı şekilde iken transkarboksilasyon reaksiyonlarını katalizleyen enzimlerin prostetik grubu olarak CO2 bağlar.
CO2’yi bağlayarak substrata aktarır. Bu reaksiyonlardan önemli olanlar; Asetil-KoA karboksilaz, Piruvat karboksilaz, B-metil krotonil-KoA karboksilaz, Propionil-KoA karboksilazdır.