生物素作为水溶性维生素B族成员，在生物体内扮演着不可或缺的角色。本文将全面解析生物素参与的各种反应类型及其在生物体内的关键作用。
生物素，又称维生素B7或维生素H，是一种含硫的水溶性维生素。其分子结构由脲基环和噻吩环组成，侧链有一个戊酸羧基。这个特殊结构使生物素能够通过羧基与酶蛋白的特定赖氨酸残基的ε-氨基形成酰胺键，从而共价结合到酶蛋白上，形成生物素酰基-赖氨酸复合物，这一结构常被称为“生物素-羧基载体蛋白”（BCCP）。
羧化反应是生物素最主要、最典型参与的反应类型。在这一过程中，生物素作为羧基载体，将活化的羧基从供体转移到受体分子上：
反应机制：
关键酶例：
生物素还参与不同羧酸之间的转羧基反应，在不消耗ATP的情况下实现羧基的转移。
在某些微生物中，生物素参与脱羧反应，如草酰乙酸脱羧生成丙酮酸和CO₂。
生物素与酶的结合具有独特特点：
摆动臂机制： 生物素通过长约1.4nm的戊酸侧链与酶蛋白连接，这使生物素分子能够在酶的多个活性中心之间移动，像一个“摆动臂”，在不同催化位点间传递羧基。
多功能酶复合体： 大多数生物素依赖的酶是多功能酶复合体，包含：
乙酰-CoA羧化酶催化的反应生成丙二酰-CoA，是脂肪酸合成的关键前体。缺乏生物素会导致脂肪酸合成受阻，影响细胞膜结构和能量储存。
丙酮酸羧化酶催化生成草酰乙酸，是糖异生途径的关键回补反应，确保在饥饿状态下维持血糖稳定。
多种支链氨基酸和奇数碳脂肪酸的代谢需要生物素依赖的羧化酶参与。
通过补充草酰乙酸，生物素间接维持三羧酸循环的正常运转。
生物素缺乏会导致多种羧化酶活性降低，引起：
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