المدونة

فيتامينs هي مغذيات دقيقة أساسية لا يمكن للكائن الحي إنتاجها بنفسه، ولكن يجب الحصول عليها من مصادر خارجية، على سبيل المثال من خلال النظام الغذائي. الفيتامينات غير قادرة على إنتاج الطاقة بنفس الطريقة التي تنتج بها السكريات، البروتينات أما الدهون فهي تنظم عملية التمثيل الغذائي في الجسم. ومن المعروف أن نقص فيتامين يمكن أن يؤدي إلى العديد من المشاكل الصحية، فمثلا نقص فيتامين أ يمكن أن يؤدي إلى العشى الليلي وجفاف العيون، ونقص فيتامين ج يمكن أن يؤدي إلى الاسقربوط، ونقص فيتامين د يمكن أن يؤدي إلى الكساح وغيرها. فمن المهم تناول الفيتامينات بكمية مناسبة للحفاظ على صحة الجسم. في السنوات الأخيرة، كان هناك انتشار للفيتامينات مكمل غذائي, بما في ذلك مادة تسمى "البيوتين"، والتي يُقال إنها ضرورية لنمو الشعر والأظافر، وإصلاح الجلد، واستقلاب العناصر الغذائية.

تاريخ البيوتين

البيوتين، المعروف أيضًا باسم فيتامين H أو الإنزيم المساعد R، هو عضو في مجموعة فيتامينات B القابلة للذوبان في الماء، وترتبط أسماؤه العديدة ارتباطًا وثيقًا بتاريخ أبحاثه الذي يمتد 40 عامًا. في عام 1916، اكتشف عالم الكيمياء الحيوية دبليو جي بيتمان أن الفئران التي استهلكت كميات كبيرة من بياض البيض الخام أظهرت تساقط الشعر وتلف الجلد. في عام 1936، اكتشف الكيميائيان الألمانيان إف. كوجل وجي. كوجل أن جلد الفئران قد تضرر بسبب بياض البيض الخام. في عام 1936، قام الكيميائيان الألمانيان ف. كوغل وبي. تونيس بعزل مادة بلورية من صفار البيض المسلوق والتي عززت نمو الخميرة، وأطلقوا عليها اسم "البيوتين" (البيوتين). بعد فترة وجيزة، اكتشف العالم الأمريكي بي. جيورجي مادة يمكن أن تمنع التهاب الجلد وتساقط الشعر (الناجم عن تغذية بياض البيض الخام للفئران) في عام 1937، ولذلك أطلق على المادة اسم "البيوتين" (البيوتين) على اسم الأحرف الأولى من كلمة "هاوت". (جلد) و"هار" (شعر) في اللغة الألمانية. ولذلك، وباستخدام الأحرف الأولى من الكلمتين الألمانيتين للبشرة والشعر، "Haut" و"Haar"، تم تسمية المادة باسم "Vitamin H". تجدر الإشارة إلى أن عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي F. E. Allison et al. كما عزل مادة من صفار البيض في عام 1933 وهي ضرورية لنمو فطر Rhizobium Leguminosarum، واقترح أن هذه المادة عامل مساعد للتنفس، وأطلق عليها اسم "الإنزيم المساعد R". الإنزيم المساعد R". لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1940 عندما أثبت P. György وV. Vigneaud، من بين آخرين، تجريبيًا أن ما يسمى بالبيوتين، والعامل المساعد R، وفيتامين H كانوا جميعًا نفس المادة. وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن البيوتين كان فيتامين ب السابع الذي اكتشفه الكيميائيون، سُمي فيتامين ب7

الوظائف الفسيولوجية للبيوتين

البيوتين هو عامل مساعد في نظام الإنزيم المرتبط بتفاعلات الكربوكسيل ونزع الكربوكسيل في عملية التمثيل الغذائي في الجسم، وهو قادر على المشاركة في تفاعلات الكربوكسيل، وأيزومرة الجليكوجين، وتخليق البروتين. وبالتالي، فإن البيوتين ضروري للحياة ونمو وصيانة الأنسجة الظهارية والتكاثر. بالإضافة إلى ذلك، يلعب البيوتين دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والأحماض الدهنية والبروتينات والأحماض النووية في الجسم. في معظم الحالات، يهتم الناس أكثر بوظائفهم الغذائية والصحية، ومن المعترف به الآن على نطاق واسع أن البيوتين له تأثير إيجابي على الحفاظ على الوظيفة الطبيعية للبشرة والأظافر والشعر، وأن نقص البيوتين يؤدي إلى ترقق الشعر، وفقدان البريق، والشيب وتساقط الشعر، والتهاب الجلد والأكزيما، من بين أعراض جلدية أخرى. ومع ذلك، نظرًا لأن البيوتين متاح على نطاق واسع جدًا (يوجد في مجموعة متنوعة من الأطعمة بما في ذلك صفار البيض والمكسرات والبقوليات والأسماك والفواكه)، فيمكن تناوله في النظام الغذائي اليومي دون مكملات إضافية. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات أيضًا أن مرض السكري والحمل وسوء التغذية يمكن أن يؤدي إلى نقص البيوتين، الأمر الذي يتطلب مكملات خارجية مناسبة.

التخليق الحيوي للبيوتين

يتم تصنيع البيوتين بواسطة النباتات والبكتيريا في الطبيعة لتحقيق الوظائف الفسيولوجية الطبيعية، وتستخدم كل من النباتات والبكتيريا نفس المادة الأولية ومسار التفاعل لتخليق البيوتين. أي أنه يتم استخدام L-ألانين 1 وحمض الهيبتانديويك 2 كمواد أولية، وأولاً يتم تكوين 7-كربونيل-8-حمض أمينونونانويك 3 من خلال عملية التكثيف، ومن ثم يتم تشكيل 7،8-حمض ديامينونونانويك 4 من خلال عملية النقل. عملية مجموعة الكربونيل. بعد ذلك، يتم استخدام إنزيم تصنيع البيوتين (سينثاس البيوتين منزوع الكبريت) لتصنيع البيوتين. يتم الحصول على ديسولفوبيوتين 5 عن طريق مزيد من التكثيف تحت تأثير سينسيز ديثيوبيوتين (DBS) وأخيراً، يتم الحصول على المنتج النهائي تحت تأثير سينسيز البيوتين.

التركيب الكيميائي للبيوتين

كما ذكرنا من قبل، يلعب البيوتين دورًا مهمًا في التركيب الكيميائي الحيوي للأحماض الدهنية، وتحلل السكر والتفاعلات الكيميائية الحيوية الأخرى، ونقص البيوتين في جسم الإنسان يمكن أن يسبب مجموعة متنوعة من الأمراض الغذائية. بالإضافة إلى ذلك، فإن نقص البيوتين في الدواجن سيؤدي أيضًا إلى تأخر النمو والتقزم وحتى الوفاة، خاصة مع التطور المستمر للدواجن وتربية الحيوانات، زاد الطلب على البيوتين كإضافة علفية بشكل كبير. ولذلك فإن التركيب الكيميائي للبيوتين ضروري وعاجل.

حتى الآن، تنقسم استراتيجيات التوليف الإجمالية للبيوتين المذكورة في الأدبيات بشكل أساسي إلى نوعين، أي التوليف الانتقائي التماثلي والتوليف المجسم. في السابق، حمض فوماريك يتم استخدامه كمادة خام لبناء مراكز الكربون الثلاثة اللولبية في الجزيء من خلال التوليف غير المتماثل أو التقنيات اللولبية الأخرى ويخضع لتفاعل متعدد الخطوات للحصول في النهاية على المنتج المستهدف بنقاء بصري كافٍ. هناك استراتيجية أخرى تتمثل في استخدام المركبات الحلزونية مثل L-cysteine كمواد أولية، وبمساعدة ذرات الكربون الحلزونية المتأصلة في المواد الخام، لبناء جزيء البيوتين من خلال التحول الهيكلي، ومن ثم بناء جزيء البيوتين.

في عام 1946، أعلن باحثو شركة روش غولدبرغ وستيرنباخ عن أول تخليق كلي غير متماثل للبيوتين. استخدم الفريق حمض الفوماريك 1 كمادة أولية، والتي خضعت أولاً للبرومة الثنائية، والهجوم النووي لذرات الهالوجين بواسطة البنزيل أمين، ثم التفاعل الإضافي اللاحق مع الفوسجين للحصول على الوسيط 2، والذي، من خلال عملية الجفاف داخل الجزيئات لـ 2، شكل الحمض. مركب أنهيدريد 3.3 في وجود أنهيدريد الأسيتيك، يؤدي الاختزال الجزئي للأهيدريد باستخدام فلز الزنك إلى إنتاج مركب السباق 4 والاختزال الإضافي لـ 4 ينتج المركب 5. بعد ذلك، باستخدام كاشف غرينيارد، يتم إدخال السلسلة الجانبية في العمود الفقري الدوري ومن خلال اللاحق تفاعلات الإزالة، يتم تشكيل لبنة البناء الرئيسية 6. من خلال عملية الهدرجة الانتقائية المجسمة للرابطة المزدوجة في 6، يتم الحصول على الكتلة 7 ومن خلال عملية حمضية لاحقة، بعد ذلك، تؤدي عملية الانقسام والتبلور التدريجي التي تتضمن سلفونات الكافور اللولبية إلى الكتلة اللولبية الرئيسية 9، وأخيرًا، فتح حلقة محبة للنواة من 9 وخطوة إزالة الحماية اللاحقة في ظل الظروف الحمضية باستخدام ملح الصوديوم من ثنائي إيثيل مالونات تؤدي إلى البيوتين النقي النهائي الحلزوني [4]. تجدر الإشارة إلى أن البحث الرائد لفريق جولدبيرج وستيرنباخ قد وضع أساسًا متينًا لتصميم المسار الصناعي الصناعي لـ (+)- البيوتين، ولذلك يشار إلى هذا المسار باسم طريق هوفمان-لاروش (HLR) في الأدب. في عام 2001، قامت مجموعة Fen-er Chen بتحسين طريق HLR وفتحت طريقًا صناعيًا أكثر اكتمالاً.

تطبيقات البيوتين

بالإضافة إلى استخدامه كمضاف غذائي، فإن البيوتين لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في أبحاث الكيمياء الحيوية. على سبيل المثال، يرتبط الألبومين البيضاوي الموجود في البيض بالبيوتين بقوة وبشكل لا رجعة فيه تقريبًا، مما يجعل من الممكن ربط البيوتين بالجزيئات المستهدفة واستخدام الألبومين البيضاوي للاختبار. بالإضافة إلى ذلك، يُظهر البيوتين سمية منخفضة في نطاق واسع من العمليات الفسيولوجية والمرضية، وبالتالي يمكن تصميمه كحامل دوائي انتقائي مستهدف للتوصيل الفعال للأدوية المضادة للسرطان إلى الخلايا السرطانية. حاليًا، تم تطوير الجزيئات الصغيرة المحتوية على البيوتين إلى فئة من الجزيئات الحيوية ذات قيمة تطبيقية جيدة، وتتمتع هذه المركبات بمزايا التوليف البسيط وسهولة التشغيل والخصوصية العالية.

البيوتين هو عنصر غذائي مهم جداً في عملية النمو والتطور البيولوجي، ويمكن أن يشارك في مجموعة متنوعة من الأنشطة الأيضية للكائن الحي، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات الغذاء والدواء والأعلاف والتخمير وغيرها، وفي وفي الوقت نفسه، فإن لها تأثيرًا مهمًا على الإنتاج الصناعي والزراعي وكذلك على الحياة اليومية للناس. ولذلك، فقد تم تفضيله من قبل الكيميائيين وعلماء الأحياء في السنوات الأخيرة. بالإضافة إلى ذلك، بدأ العلماء في اكتشاف أن جزيئات البيوتين لها أيضًا وظائف أخرى جديدة تمامًا. وبالتالي، فإن البيوتين سوف يقدم مساهمة أكثر أهمية في الأبحاث المستقبلية.

جي ان اف كيم هو محترف الشركة المصنعة للمضافات الغذائية، يرجى متابعتنا والحصول على المزيد من كتالوج المنتجات والأسعار!