Биотин, митохондрии и деменция: ученые нашли связь

По любым меркам жизнь на основе углерода происходит от карбоксилирования. Другими словами, связывание атмосферного углекислого газа с сахаром. Карбоксилирование также важно для функционирования митохондрий. В митохондриях есть пять ферментов карбоксилирования, и у них есть одна общая черта — все они управляются ковалентно связанным кофактором биотина.

Биотин также известен как витамин H, изветный как витамин для кожи и волос. Это было связано с тем, что даже незначительные недостатки вызывают истончение волос, кожную сыпь или ломкость ногтей. Новое исследование, только что опубликованное в PNAS, теперь показывает, что некоторые формы тяжелой нейродегенерации, такие как лобно-височная деменция, наблюдаемая при болезнях Альцгеймера и Паркинсона, могут напрямую возникать из-за недостатка биотина.

Авторы обнаружили это, глядя на плодовых мух с деменцией. Прежде чем кто-то посмеется, плодовые мушки действительно могут стать хорошей моделью болезни Альцгеймера или других болезней, если им дать правильные гены. Человеческие версии дефектных генов MAPT (tau) вызывают у этих мух таупатии, похожие на те, которые возникают в нашем собственном мозгу. Чтобы глубже изучить нейротоксичность тау-белка, они изучили более 7000 генов мух в прямом генетическом скрининге, прежде чем сосредоточить внимание на одном значительно модифицированном токсичности мутанта tauR406W. Этот ген, Btnd, кодирует фермент биотинидазу, который извлекает биотин из пищевых источников или перерабатывает его из использованных ферментов.

Существует пять критических митохондриальных карбоксилаз, активируемых биотином. Их стоит перечислить:

• AcetylCoA-карбоксилазы 1 и 2 (или A и B), используемые в синтезе и окислении жирных кислот, соответственно
• Пируваткарбоксилаза, используемая в глюконеогенезе
• Пропионил-СоА-карбоксилаза, используемая в β-окислении жирных кислот
• Метилкротонилкарбоксилаза, используемая при катаболизме лейцина

Чтобы узнать, насколько сильно на вас влияют варианты биотинидазы, вам также необходимо знать об активности любых вариантов, которые могут быть у вас в любом из этих ферментов, использующих биотин.

Структурно подобные серосодержащие биотин и липоевая кислота являются единственными кофакторами, которые ковалентно связаны с их родительским ферментом — в обоих случаях с лизином. В наших клетках созданы специальные механизмы для синтеза липоевой кислоты. Недавно было обнаружено, что митохондрии поддерживают синтез жирных кислот, полученных из бактерий , чтобы генерировать предшественник октановой кислоты в липоевую кислоту.

На данный момент, кому из нас может быть полезен прием биотина, и сколько его следует принимать, все еще не решены. Мы знаем, что если у вас есть или подозреваете дефицит, то следует избегать сырых яичных белков, которые содержат высокий уровень чистого авидина, потому что они активно связываются с биотином.

Источник: https://www.medikforum.ru