원료 ≫ 기능성 ≫ 비타민
비타민 B7, 비오틴, biotin
수용성 Vitamin B : 조효소
- B1, thiamin , B2, riboflavin , B3, niacin
- B5, pantothenate, B6, pyridoxine, B7, biotin
- B9, folic acid, B12, cobalamin
Biotin acts as a mobile carboxyl group carrier in a variety of enzymatic carboxylation reactions.
Synthesized by intestinal bacteria (finaly, they do something for you)
Biotin is bound covalently to the enzyme as a prosthetic group via an e-amino group of a lysine residue in the enzyme
This biotin-lysine conjugated amino acid is termed a "biocytin" residue
The lysine side-chain acts as a flexible "tether" for the biotin, and this flexibility allows the transfer of carboxylate groups within the enzyme
It is the carrier for the most oxidized form of carbon - CO2 (using bicarbonate as the carboxylating agent). The carbon dioxide binds as a carboxy group to one of the ring nitrogens in the biotin
<화학적 특성>
비오틴은 황을 함유한 비타민으로 valeric acid기를 가진 tetrahydro thiophene 고리와 ureido 고리가 접합되어 있는 자전거 구조를 가지고 있다. 비오틴은(+) 입체 이성질체만이 생물학적 특성을 지닌다. 비오틴은 식품에서 유리형태와 비오시틴(biocytin)이라는단백질에 결합된 조효소 형태로 존재한다.
<<급원식품>>
비오틴이 풍부한 식품은 육류, 생선류, 가금류, 난류, 우유 및 유제품 등 주로 동물성식품이다. 이외에도 이들 식품의 추출물 또는 다음과 같은 합성원료를 첨가한 가공식품과 비오틴 보충용 식품도 좋은 급원식품이다.
<<권장량>>
비오틴에 대한 영양섭취기준은 정보의 부족으로 인해 평균필요량 및 권장섭취량 대신 충분섭취량이 설정되었으며, 우리나라 성인 및 노인 남녀의 비오틴 충분섭취량은 30㎍/일이다. 임신부의 경우는 비 임신 여성과 동일하게 30㎍/일의 충분섭취량이 제안되며, 수유부의 경우에는 수유를 위해 더 필요한 양인 5㎍/일을 추가하여 35㎍/일의 충분섭취량이 제안된다.
<<흡수,, 분포,, 대사,, 배설>>
결합형은 주로 식품이나 체내에서 합성된 비오틴 함유 효소(holocarboxylase)이며, 이는 유리형태의 비오틴으로 분리되어야 소화기장 내에서 흡수가 가능하므로 소장의 단백질 분해효소에 의해 비오시틴(biocytin) (biotin-lysine 결합체)이나 이들의 올리고펩티드(oligo-peptide) 형태로 분해된 후 biotinidase(biocytinase)에 의해 비오틴으로 유리된다.유리된 비오틴과 장내 세균에 의해 생합성된 비오틴은 모두 비오틴 수송체에 의한 나트륨 의존적인 능동 운반과정에 의해 흡수된다. 몇몇 연구에서 biotinidase가 혈장에서 비오틴 결합단백질 역할을 하거나, 세포 내로 비오틴을 운반하는 운반단백질 역할을 한다고 보고하였다.
비오틴의 다량 투여 시 체내이용률은 24~58%를 나타낸다. 비오틴의 체내이용률은 섭취량이 많을수록 낮고, 구강 섭취할 때가 정맥 주사 시 보다 체내이용률이 높다. 유리상태의 비오틴은 다량 섭취 시에도 거의 100%의 흡수율을 나타내나, 식품속의 비오틴은 유리형이나 결합형 모두 생체 이용률이 확실하지 않으며, 곡류가 육류보다 비오틴의 생체 이용률이 낮다. 생난백에 들어있는 단백질 아비딘은 비오틴과 강한 결합력을 가져 위와 소장 융모에서 비오틴의 흡수를 방해한다.
흡수된 비오틴은 체내에서 효소 합성에 이용되거나 조직세포 내에 저장된다. 비오틴의 분해는 두 단계로 일어나는데 우선 곁사슬의 분해로 탄소 두개씩 떨어져 나가 bisnorbiotin, tetranorbiotin, 기타 β 산화산물 등을 형성하는 과정과 heterocyclic ring의 황이 산화되어 biotin sulfoxide, biotin sulfone을 형성하는 과정이다. 인체의 조직이나 소변, 혈액에 있는 총 비오틴 화합물 중 비오틴 대사물은 47~68mol%로 절반 수준이다. 비오틴의 대사산물인 bisnorbiotin과 biotin sulfoxide는 소변으로 배설되며, 장에서 흡수되지 않은 비오틴과 대장에서 합성된 비오틴은 변으로 배설된다.
<<비오틴의 기능>>
비오틴은 황을 함유한 비타민으로 포도당, 아미노산, 지방산 대사의 주요 단계에서 4가지 carboxylase의 구성요소로 관여한다. Acetyl-CoA carboxylase는 acetyl-CoA를 malonyl-CoA로 전환시켜 지방산 합성에 관여할 뿐 아니라 미토콘드리아에서 지방산의 산화를 조절한다. Pyruvate carboxylase는 pyruvate를 oxaloacetate로 전환시켜 당신생과정을 조절하고 TCA회로에 중요한 작용을 한다. Propionyl-CoA carboxylase는 propionyl-CoA를 methylmalonyl-CoA를 거쳐 succinyl- CoA로 전환하여 TCA회로에 들어가게 함으로써 홀수지방산 대사에 관여한다. 이 효소 활성이 감소하면 3-hydroxypropionic acid와 3-methylcitric acid의 소변 배설량이 증가한다. β-methylcrotonyl-CoA carboxylase는 측쇄 아미노산인 루신(leucine)의 분해에 관여한다. 이 효소 활성이 낮으면 다른 경로에 의해 3-hydroxyisovaleric acid와3-methylcrotonyl glycine을 생성하여 이들의 소변 배설량이 증가한다.
<<기능성 표시의 예>>
▪ 비오틴은 지방, 탄수화물, 단백질 대사와 에너지 생성에 필요합니다.
<<결핍>>
비오틴은 자연 식품에 낮은 농도로 함유되어 있으나 인체 내 비오틴의 적절한 공급과 이용을 위한 매우 효율적인 비오틴 사이클에 의해 재사용될 수 있어서 인체에서는 비오틴 결핍이 거의 발생하지 않는다. 비오틴 결핍은 완전정맥영양 환자에서 비오틴 공급이 제대로 이루어지지 않을 때에 발생하며, 생난백을 다량 섭취하였을 때 생난백의 단백질 아비딘에 의하여도 일어난다. 또한 선천적 결함으로 biotinidase 혹은 multiple carboxylase 활성이 감소하여 발생하고, 쌀 조제식을 주식으로 먹은 영아나 임신부에서도 임신 3개월에 비오틴의 경계결핍 상태가 발생할 수 있다.
Biotinidase 결핍과 비오틴 결핍에 의하여 4가지 carboxylase의 역할이 제대로 이루어지지 않을 때에는 성인에서는 원형탈모, 탈색, 지루성피부염, 결막염, 코나 입주위의 붉은 습진 증세 등이 발생하며 결핍이 심해지면 우울, 환각, 혼수, 정신이상 등 중추신경계 이상이 일어난다. 영아에서는 입가, 눈, 코 부위에 피부 발진, 홍반의 피부염이 나타나고, 탈모 증세가 머리, 눈썹 등에 나타나며, 신경계 이상증세로 근력저하, 운동실조, 청력 손실, 시신경 위축 등이 발생한다. 이 때 매일 5~20㎎의 비오틴을 섭취하면 완전 회복이 가능하다.
<<독성>>
인체가 비오틴을 경구로 복용할 때 독성이 발생한다는 자료들은 거의 없다. 비오틴 관련 연구는 대부분 biotin의 긍정적인 효과에 관한 것이며 비오틴의 유해영향이나 독성 관련 논문은 별로 없다. 인체에 하루 200㎎의 비오틴을 복용할 때도 독성이 없었고 하루 9㎎의 용량을 4년간 복용할 때도 독성이 없었다. 동물에서도 경구 투여한 비오틴에 의해 독성이 유발된다는 자료가 없다. 비오틴의 유해영향 관련 독성종말점이나 용량-반응 평가 자료가 없고 비오틴 독성과 관련된 취약 집단이 규명된 바 없으므로 비오틴의 상한섭취량은 미설정으로 둔다.