3 vai trò của Vitamin H trong các phản ứng sinh hoá diễn ra trong cơ thể

Vitamin H (Biotin) là một vi chất dinh dưỡng tan trong nước và có khả năng điều hòa nhiều quá trình sinh hóa trong cơ thể. Hôm nay chúng ta hãy cùng tìm hiểu về 3 vai trò trong số nhiều vai trò của loại vitamin này nhé!

• Cách sử dụng Vitamin tổng hợp đúng cách để đạt được lợi ích tối đa
• Cách dùng nhiệt kế thủy ngân an toàn và chính xác
• Các chất khoáng và vai trò của chúng trong phòng ngừa và điều trị bệnh

Sự biotin hóa (Biotinylation)

1. Sự Biotin hóa

Theo Giảng viên Xét nghiệm – Trường Cao đẳng Y Dược Hà Nội cho biết: Biotin hoạt động như một đồng yếu tố (co-enzyme) liên kết cộng hóa trị cần thiết cho hoạt động sinh học của năm carboxylase phụ thuộc biotin ở động vật có vú đã biết. Các đồng yếu tố phi protein như vậy được gọi là “nhóm giả” và phổ biến trong các vitamin tan trong nước. Sự gắn kết cộng hóa trị của biotin với apocarboxylase (nghĩa là protein carboxylase không có nhóm giả biotin và không có hoạt tính xúc tác) được xúc tác bởi enzyme, holocarboxylase synthetase (HCS). Thuật ngữ “biotinylation” đề cập đến việc bổ sung biotin cộng hóa trị vào bất kỳ phân tử nào, bao gồm cả apocarboxylase và histone. HCS xúc tác cho quá trình biotin hóa sau dịch mã của nhóm amino epsilon của dư lượng lysine tại vị trí hoạt động của mỗi apocarboxylase, chuyển đổi apocarboxylase không hoạt động thành holocarboxylase hoạt động hoàn toàn. Dư lượng lysine cụ thể trong đuôi đầu N của histone cụ thể giúp đóng gói DNA trong nhân sinh vật nhân chuẩn cũng có thể được đánh dấu biotin. Biotinidase là enzyme xúc tác giải phóng biotin từ các histone được đánh dấu biotin và từ các sản phẩm peptide của quá trình phân hủy holocarboxylase.

2. Các enzyme phụ thuộc vitamin H (Biotin)

Năm carboxylase của động vật có vú xúc tác các phản ứng trao đổi chất thiết yếu:

‒ Cả acetyl-Coenzyme A (CoA) carboxylase 1 (ACC1) và acetyl-CoA carboxylase 2 (ACC2) xúc tác quá trình chuyển đổi acetyl-CoA thành malonyl-CoA bằng cách sử dụng bicarbonate và ATP; tuy nhiên, hai enzyme có vai trò khác nhau trong chuyển hóa và vị trí nội bào khác nhau. ACC1 nằm trong bào tương và malonyl CoA được tạo ra bởi ACC1 là cơ chất giới hạn tốc độ để tổng hợp axit béo. ACC1 được tìm thấy trong tất cả các mô và đặc biệt tích cực trong các mô sinh mỡ (tức là gan, mô mỡ trắng và tuyến vú), tim và đảo tụy. ACC2 nằm ở màng ngoài ty thể và malonyl CoA được tạo ra thông qua ACC2 ức chế CPT1, một loại enzyme điều chỉnh sự xâm nhập của malonyl-CoA vào bên trong ty thể, do đó điều chỉnh quá trình oxy hóa axit béo. ACC2 đặc biệt có nhiều trong cơ xương và tim.

‒ Pyruvate carboxylase là một enzyme quan trọng trong quá trình tạo glucose (sự hình thành glucose từ các nguồn khác ngoài carbohydrate, chẳng hạn như pyruvate, lactate, glycerol và các axit amin tạo glucose). Pyruvate carboxylase xúc tác sự kết hợp phụ thuộc ATP của bicarbonate vào pyruvate, tạo ra oxaloacetate; do đó, pyruvate carboxylase kỵ với chu trình axit xitric. Oxaloacetate sau đó có thể được chuyển đổi thành phosphoenolpyruvate và cuối cùng thành glucose.

‒ Methylcrotonyl-CoA carboxylase xúc tác một bước thiết yếu trong quá trình dị hóa leucine, một axit amin chuỗi nhánh thiết yếu. Enzyme này xúc tác quá trình sản xuất 3-methylglutaconyl-CoA từ methylcrotonyl-CoA.

‒ Propionyl-CoA carboxylase tạo ra D-malonylmalonyl-CoA từ propionyl-CoA, một sản phẩm phụ trong quá trình β-oxy hóa các axit béo có số lẻ nguyên tử carbon. Quá trình chuyển đổi propionyl-CoA thành D-malonylmalonyl-CoA cũng cần thiết trong con đường dị hóa của hai axit amin chuỗi nhánh (isoleucine và valine) và chuỗi bên của cholesterol và của axit amin methionine và threonine.

Cấu tạo của các Nucleosome

3. Vitamin H quy định cấu trúc chromatin và biểu hiện gen

Theo Giảng viên Cao đẳng Y Dược TPHCM: Trong nhân của sinh vật nhân chuẩn, DNA được đóng gói thành các cấu trúc nhỏ gọn để tạo thành các nhiễm sắc thể – đơn vị cơ bản của chất nhiễm sắc. Mỗi nucleosome bao gồm 147 cặp bazơ DNA bao quanh tám histone (các histone được ghép nối: H2A, H2B, H3 và H4). Trình liên kết H1 histone nằm ở bề mặt bên ngoài của mỗi nucleosome và đóng vai trò như một mỏ neo để cố định DNA xung quanh lõi histone. Bao bì nhỏ gọn của chất nhiễm sắc phải được nới lỏng để sao chép và phiên mã DNA. Các biến đổi hóa học của DNA và histone ảnh hưởng đến sự gấp nếp của chất nhiễm sắc, làm tăng hoặc giảm khả năng tiếp cận của DNA với các yếu tố liên quan đến sao chép và phiên mã. Quá trình methyl hóa DNA và một số biến đổi hóa học trong đuôi N của các histone lõi làm thay đổi điện tích và cấu trúc của chúng, do đó làm thay đổi cấu trúc chất nhiễm sắc và hoạt động phiên mã của gen.

Các sửa đổi của đuôi histone (“dấu hiệu”), bao gồm acetyl hóa, methyl hóa, phosphoryl hóa, phổ biến, SUMOylation, ADP-ribosyl hóa, cacbonyl hóa, khử amin, hydroxyl hóa và biotin hóa, có nhiều chức năng điều tiết khác nhau. Một số vị trí đánh dấu biotin đã được xác định trong các histone H2A, H3 và H4. Trong số đó, quá trình đánh dấu biotin hóa histone H4 ở lysine (K) dường như được làm giàu ở heterochromatin, một chất nhiễm sắc cô đặc chặt chẽ liên kết với các vùng lặp lại ở (ven) tâm động và telomere. Quá trình đánh dấu biotin hóa H4 dường như được làm giàu trong các phần tử có thể thay thế được gọi là các lần lặp lại đầu cuối dài. Các dấu hiệu đánh dấu biotin này cũng đồng địa hóa với các dấu hiệu ức chế gen nổi tiếng như lysine 9 bị methyl hóa trong histone H3 (H3K9me) trong chất nhiễm sắc có khả năng phiên mã. Ví dụ, H4K12bio có thể được tìm thấy ở phần khởi động của gen SLC5A6 mã hóa chất vận chuyển làm trung gian cho sự hấp thu biotin vào tế bào, chất vận chuyển vitamin tổng hợp phụ thuộc natri ở người (hSMVT). Khi có nhiều biotin, HCS có thể đánh dấu biotin vào histone H4 trong chất kích thích SLC5A6, chất này điều chỉnh quá trình tổng hợp hSMVT và giảm hấp thu biotin. Ngược lại, trong các tế bào thiếu biotin, các dấu hiệu phản ứng biotin hóa trong chất kích thích SLC5A6 bị loại bỏ làm tăng biểu hiện gen và cho phép tổng hợp hSMVT và hấp thu biotin.

Nguồn: Thạc sĩ Trần Thị Minh Tuyến – caodangyduoctphcm.com.vn tổng hợp