роической работой, которую завершил Кёгль в 1935 г. В одном из экспериментов из 250 кг сухого яичного желтка было получено 1,1 мг кристаллического биотина (что составляет 1,4% общего количества биотина, содержащегося в исходном материале).

Изомеры и производные*. В молекуле биотина имеется три хиральных центра, а поэтому существует восемь стерео-изомеров биотина. Из них лишь один, правовращающий (+)-биотин, проявляет биологическую активность6. Биотин легко окисляется до сульфоксида

и до сульфона

Дезтиобиотин, в котором атом серы удален и замещен двумя атомами водорода, может восполнять потребность в биотине у некоторых организмов и, по-видимому, лежит на одном из путей биосинтеза биотина8. Оксибиотин, в котором атом серы замещен кислородом, активен во многих организмах, но в некоторых организмах активен лишь частично. Никаких данных о превращении оксибиотина в биотин не публиковалось, и оксибиотин может сам по себе удовлетворительно функционировать по крайней мере в некоторых ферментах.

Суточная потребность. Считается, что взрослому человеку достаточно 0,15—0,3 мг биотина в день.

8 hanger В. W., Jr., Gyorgy P. (1968). In: The Vitamins, 2nded., (W. H. Seb-rell, Jr, Harris R. S., eds.), vol. 2, p. 294—322, Academic Press, New York

6 DeTitta G. Т., Edmonds I. W., Staltings W., Donohue J. (1976). J. Am.

Chem Soc, 98, 1920—1926. B Parry R. J., Kunitani M. G. (1976). J. Am. Chem. Soc , 98, 4024—4025.

2. Другие свойства ферментов, зависимых от биотина [5]

Большинство зависимых от биотина карбоксилаз относится к крупным белкам. Так, протомер пируваткарбоксилазы, содержащий молекулу биотина, имеет мол. вес 410 000. В присутствии аллостерического активатора, цитрата, протомер полимеризуется с образованием «крупной формы» с мол. весом 4-Ю6—8-106. От 10 до 20 протомеров ассоциируют, образуя нити длиной 400 нм и толщиной 7—10 нм. Только такая полимеризованная форма проявляет ферментативную активность. Аце-тил-КоА—карбоксилаза из печени цыпленка и печени крысы обладает сходными свойствами: мономер (мол. вес 410 000) ассоциирует в полимеры с мол. весом 8-106.

Подобно ацетил-СоА—карбоксилазе из Е. coli, транскарбоксилаза пропионовокислых бактерий является крупным (мол. вес ~ 792 000) и сложным ферментом. Молекула этого фермента состоит из 18 субъединиц и содержит 6 молекул биотина и 6 ионов металла, в число которых входят как Со2+, так и Zn2+ [12].

Недавно были обнаружены еще три зависимых от биотина фермента. Карбамоилфосфатсинтетаза Е. coli [13, 13а] необходима для синтеза пиримидинов; она катализирует следующую реакцию:

Глутамин + 2 АТР + HCOf •

+ Глутамат+ 2 ADP + Р,+

О

+ H,N— С—О—© (8-8) Карбамоипфосфат

Вероятно, одна молекула АТР используется для получения карбо-ксибиотинового промежуточного соединения, тогда как вторая молекула фосфорилирует карбоксильную группу и, кроме того, по-видимому, способствует расщеплению амидной связи глутамина.

Дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) не способны синтезировать биотин и нуждаются в необычно большом количестве этого витамина, если в качестве единственного источника азота для роста используется мочевина, аллантоин, аллантоиновая кислота или некоторые другие соединения. Это связано с тем обстоятельством, что, прежде чем мочевина подвергается гидролизу до NH3 и СОг, она должна быть карбоксилирована [уравнение (8-9) ] при помощи биотинсодержащего фермента карбоксилазы мочевины [13]:

О

г АТР ADP + Pi

/ \ \ /

H2N NH2 + НС03- —~*~Т- >

* Карбоксилаза

Мочевина мочевины

О

I!

А

H2N NH —СОО"

N -Карооксимо чев ина (аллофанат)

Арлофанат — амиЬо-лиаза

н,о

2 НСОГ + 2 NHV 18-9)

У Candida utilis карбоксилазная и гидролазная активности принадлежат одному ферменту: амидо-лиазе мочевины [15].

3. Авидин

Наличие в яичном белке гликопротеида авидина является биохимической загадкой [16]. Авидин — тетрамер, мол. вес которого составляет 68 000. В каждой субъединице этого тетрамера имеется специфический биотинсвязывающий центр. Авидин исключительно прочно связывает биотин: /Cf^lO15 М. С какой целью природа поместила этот необычный гликопротеид в яичный белок, неизвестно, однако авидин служит ценным инструментом в руках энзимологов, исследующих биотинсодержа-щие ферменты. Добавление авидина всегда приводит к ингибированию этих ферментов, и ингибирование авидином свидетельствует о том, что мы имеем дело с биотинсодержащим белком. То обстоятельство, что авидин специфически вырабатывается в яйцеводе курицы, делает процесс его образования интересным для эндокринологов. Синтез этого белка регулируется гормонами, эстрогенами и прогестероном.

В историческом плане авидин сыграл важную роль в открытии биотина. Связь между авидином и биотином настолько прочна, что включение сырого яичного белка в рацион животных приводит к острой био-тиновой недостаточности. Предотвращение вызываемого яичным белком нарушения было одним из ранних тестов на наличие биотина в природном материале.

4. Присоединение биотина к. апоферментам<