生物素又称维生素H、辅酶R，是水溶性维生素，也属于维生素B族，B7。它是合成维生素C的必要物质，是脂肪和蛋白质正常代谢不可或缺的物质。是一种维持人体自然生长、发育和正常人体机能健康必要的营养素。是20世纪30年代在研究酵母生长因子和根瘤菌的生长与呼吸促进因子时，从肝中发现的一种可以防治由于喂食生鸡蛋蛋白诱导的大鼠脱毛和皮肤损伤的因子。生物素是水溶性维生素B群成员。大量食用生蛋白可阻碍生物素的吸收导致生物素缺乏，生物素在脂肪合成、糖质新生等生化反应途径中扮演重要角色。

一、生物素在代谢中的关键作用

1.羧化反应中的作用

生物素作为羧化酶的辅酶参与多种羧化反应。在脂肪酸合成过程中，乙酰 - CoA 羧化酶是关键酶，它需要生物素的参与。这个酶能催化乙酰- CoA 转化为丙二酸单酰- CoA。例如，在脂肪细胞中，当身体需要储存脂肪时，乙酰- CoA 羧化酶在生物素的帮助下，开启脂肪酸合成的第一步。这一反应对于细胞内脂质的合成和储存至关重要，因为丙二酸单酰- CoA 是脂肪酸合成的起始物质。

在糖异生过程中，生物素也发挥作用。丙酮酸羧化酶需要生物素，它能将丙酮酸转化为草酰乙酸。草酰乙酸是糖异生途径中的关键中间产物，可以进一步生成葡萄糖。这一过程在人体血糖水平较低时，如长时间未进食的情况下，对于维持血糖稳定非常重要。

2.参与氨基酸代谢

生物素参与某些氨基酸的代谢。例如，它在亮氨酸代谢中起到一定作用。亮氨酸是一种支链氨基酸，其分解代谢过程涉及到多种酶促反应，其中一些羧化反应需要生物素作为辅酶来协助完成。通过这些反应，亮氨酸能够被有效地分解并为身体提供能量或者用于合成其他生物分子。

3.基因表达调控作用

生物素能够影响基因表达。它可以通过与生物素结合蛋白相互作用，参与到基因转录的调控过程中。例如，在某些细胞中，生物素可以调节参与脂肪酸代谢相关基因的表达。当生物素供应充足时，它可以激活一些促进脂肪酸合成的基因表达，而当生物素缺乏时，这些基因的表达可能会受到抑制。这种调控作用有助于细胞根据自身的营养状态来调整代谢途径。

二、生物素缺乏与过量的影响

1.生物素缺乏症

症状表现：生物素缺乏可能导致皮肤出现问题，如皮疹、干燥、脱屑等。头发也会受到影响，可能出现脱发、头发变脆易折断等情况。此外，还可能引起神经系统症状，包括抑郁、嗜睡、幻觉和肌肉疼痛等。在婴儿中，严重的生物素缺乏会导致发育迟缓。

原因：生物素缺乏的原因主要有摄入不足，例如长期食用缺乏生物素的加工食品；肠道吸收不良，像患有某些肠道疾病如克罗恩病等会影响生物素的吸收；另外，长期使用某些抗生素可能会破坏肠道菌群平衡，减少肠道微生物合成生物素的能力。

2.生物素过量的情况

一般来说，生物素是一种水溶性维生素，过量摄入后可以通过尿液排出体外。但是，在某些特殊情况下，如过量服用高剂量的生物素补充剂，可能会干扰一些实验室检测结果。例如，它可能会影响甲状腺功能检测、某些心脏标志物检测等，因为生物素会与检测试剂发生相互作用，导致检测结果不准确。

三、生物素与其他物质的相互作用

1.与蛋白质的相互作用

生物素与多种蛋白质紧密结合。例如，在羧化酶中，生物素通过共价键与酶蛋白的特定赖氨酸残基相连。这种结合方式使得生物素能够稳定地附着在酶蛋白上，并且在合适的反应条件下，能够有效地传递羧基，从而促进羧化反应的进行。

2.与其他维生素的协同作用

生物素与其他 B 族维生素存在协同作用。它和泛酸（维生素 B5）都参与到细胞内的能量代谢过程中。泛酸在辅酶 A 的合成中发挥关键作用，而生物素参与的羧化反应产生的一些中间产物与辅酶 A 相关的代谢途径相互衔接。它们共同作用，促进了细胞内脂肪酸、糖类等物质的代谢。