비오틴(Biotin)

 비오틴(Biotin)은 수용성비타민으로 B-complex에 속한다. 비오틴은 발견된 후 약 40년의 연구 끝에 비타민으로 규정짓게 되었다. 모든 기관에서 필요한 물질이지만, 이 물질을 합성할 수 있는 것은 박테리아, 효모, 곰팡이, 알가에, 그리고 몇 종류의 식물류이다.

 

1. 구조 

Biotin

 

2. 기능

a. 효소의 보조인자

 체내에서는 수십만 건의 생화학반응이 계속 진행되고 있다. 각각의 생화학반응에는 그 반응에 필요한 효소가 필요하다. 생화학반응에 필요한 효소 중 Carboxylase라는 것이 있는데, 비오틴은 네 종류의 Carboxylase에 접촉하여 효소를 활성화한다.

 - Acetyl-CoA carboxylase : 이 효소는 Bicarbonate가 Acetyl-CoA에 결합되는 반응을 촉진시켜 Malonyl-CoA를 만들어준다. Malonyl-CoA는 지방산 합성에 필요한 효소이다.

 - Puruvate carboxylase : 이 효소는 Gluconeogenesis에 필수적 인자이다. Gluconeogenesis는 탄수화물을 원료로 하지 않는, 즉 아미노산이나 지방으로부터 glucose(포도당)을 만드는 과정을 뜻한다.

 - Methylcrotonyl-CoA carboxylase : 이 효소는 필수아미노산이 Leucine의 대사를 촉진시킨다.

 - Propionyl-CoA carboxylase : 이 효소는 아미노산 및 콜레스테롤의 대사 그리고 지방산 중 홀수로 남는 부분을 대사 시킬 때 필수인자이다.

 

비오틴은 위의 네 종류 Carboxylase의 원료가 된다.

 

b. 히스톤의 비오틴화(Biotinylation of Histones)

 히스톤(Histon)은 DNA(세포의 핵)에서 크로모솜(Chromosome)이 완전하게 만들어질 때 세포핵(DNA)에 붙는 단백질이다. 이렇게 완전하게 만들어진 세포핵은 분열과 복사가 이루어지도록 준비된다. 세포핵의 분열과 복사가 진행될 때 히스톤에 메칠(Methyl) 기나 아세틸(Acetyl)기가 붙으면서 히스톤의 구조가 달라진다. 비오틴이 단백질 같은 다른 성분에 붙는 현상을 Biotinylation이라 하는데, 이때 Biotinidase라는 효소는 히스톤이 Biotinylation 될 때 반응을 촉진시킨다. 

즉, 비오틴은 세포핵의 분열과 복사에 관여한다.

 

3. 흡수 및 대사

 음식으로 섭취된 비오틴은 장에서 흡수되나 많은 양이 소변으로 배설된다. 체내에서는 주로 간, 신장, 뇌 및 부신에 저장된다. 이 비타민은 비타민 B-2, B-6, B-12, 엽산, 판토텐산, 성장호르몬, 테스토스테론 등과 협동한다. 

 피부염의 치료 목적으로 비오틴을 처방할 수 있으며, 비타민 B-2, B-6, A, D, Niacin 등과 같이 투여될 때 좋은 반응을 보인다. 탈모와 흰머리의 방지를 위해서도 이용되듯, 건강한 두발을 위해 이용되는데 특히 생기 있는 머리털을 만들어준다. 운동능력도 상승시켜 주고, 피지선, 신경, 골수, 성선을 건강하게 유지시킨다. 동물실험에 의하면 판토텐산, 엽산과 같이 스트레스에 대한 내성을 증가시켜 주는 것으로 되어있다.

 

4. 결핍증상

 비오틴은 여러 가지 음식에 함유되어 있기 때문에 결핍현상은 드물지만, 두 가지 원인에 의해 결핍증이 나타날 수 있다.

 첫째는 입으로 음식 섭취가 불가능한 사람에게 정맥주사로 칼로리를 보충하면서 비오틴을 첨가하지 않는 경우와, 두 번째는 계란흰자를 장기간 복용할 경우이다. 계란의 흰자에는 Avidin이라는 성분의 단백질을 갖고 있는데, 이 단백질이 비오틴과 결합되면 체내로 흡수를 방해한다. 하지만 계란의 흰자를 익히면 Avidin이 변하여 소화되기 쉬운 상태로 바뀌며 음식으로 섭취되는 비오틴의 흡수에 영향을 미치지 않는다. 

 부족증상은 피부와 두발에 영향을 미친다. 머리가 빠지거나, 피부염 또는 피부가 창백하거나, 눈, 코나 입 주위가 빨갛게 된다. 근육통, 식욕부진, 거친 피부, 무력, 불면, 신경계의 장애, 남성의 성기, 골수, 간장 및 신장이 비오틴 부족의 목표물이 된다.

 우울증도 비오틴의 부족으로 나타날 수 있고, 심한 부족현상은 지방대사 이상을 초래할 수 있다. 낮은 헤모글로빈 수치, 콜레스테롤 수치의 상승, 낮은 비오틴 배설량 등이 비오틴 부족현상이 신호일 수도 있다. 어린이에게는 피부염의 증상으로 나타난다. 

 

5. 용량 및 독성

 RDA량으로는 150-300 mcg/day이지만, 치료량은 10mg 이상도 가능하다.

 

6. Biotin의 자원

 비오틴은 동물과 식물에서 미량씩 발견되는 필수 영양물질이다. 많이 발견되는 음식으로는 맥주효모, 돼지고기, 양의 간, 로열제리, 현미 및 통곡식, 열매, 난황, 정어리, 콩 등이다.