biotina carboxilase

**Mecanismo (reação em duas etapas):** 1. Etapa da biotina carboxilase (BC): Biotina (ligada covalentemente, por ligação amida, a uma lisina da proteína carreadora de carboxila da biotina, BCCP) + ATP + HCO3⁻ → carboxibiotina + ADP + Pi. Essa etapa é dependente de ATP. 2. Etapa da carboxiltransferase (CT): A carboxibiotina transfere o CO2 ao substrato (p. ex., acetil-CoA → malonil-CoA).

**Estrutura:** Nas bactérias, BC, BCCP e CT são proteínas separadas. Em humanos/eucariotos, são domínios de um único polipeptídeo multifuncional (p. ex., ACC1, ACC2, piruvato carboxilase). A propionil-CoA carboxilase mitocondrial e a metilcrotonil-CoA carboxilase são enzimas com múltiplas subunidades.

**Carboxilases dependentes de biotina (todas precisam de ATP, HCO3⁻ e biotina):** - Acetil-CoA carboxilase (ACC): acetil-CoA → malonil-CoA; etapa limitante da velocidade da síntese de ácidos graxos (citosol). Ativada por insulina (desfosforilação) e citrato; inibida por glucagon/epinefrina (fosforilação mediada por AMPK) e por acil-CoA graxo de cadeia longa. A ACC2 produz malonil-CoA, que inibe a CPT-1 e, assim, o shuttle da carnitina/β-oxidação. - Piruvato carboxilase: piruvato → oxaloacetato (mitocôndria; gliconeogênese e anaplerose). Ativada pela acetil-CoA. - Propionil-CoA carboxilase: propionil-CoA → metilmalonil-CoA (ácidos graxos de cadeia ímpar, Val, Ile, Met, Thr; cadeia lateral do colesterol). Seguida pela metilmalonil-CoA mutase (requer vitamina B12). - Metilcrotonil-CoA carboxilase (catabolismo da leucina).

**Importância clínica:** - Deficiência de biotina: dermatite, alopecia, conjuntivite, enterite, unhas quebradiças, sintomas neurológicos (letargia, hipotonia, convulsões, depressão, parestesias). Causas: ingestão excessiva de clara de ovo crua (a avidina liga-se firmemente à biotina), nutrição parenteral total prolongada sem biotina, antibióticos/perda da flora intestinal, uso prolongado de anticonvulsivantes e erros inatos. Exames: acidúria orgânica (ácido 3-hidroxiisovalérico, 3-hidroxipropionato, metilcitrato), acidose láctica e hipoglicemia podem ocorrer devido à gliconeogênese prejudicada (piruvato carboxilase). - Deficiência múltipla de carboxilases: deficiência de holocarboxilase sintetase (início precoce; liga a biotina às apocarboxilases) e deficiência de biotinidase (início tardio; reciclagem da biotina prejudicada; triagem neonatal). Apresentação: acidose metabólica, convulsões, hipotonia, exantema cutâneo, alopecia, atraso do desenvolvimento. Tratamento: suplementação de biotina por via oral. - Deficiência de piruvato carboxilase: acidose láctica, hipoglicemia, comprometimento neurológico. - Acidemia propiônica: deficiência de propionil-CoA carboxilase causando vômitos, acidose metabólica com ânion gap aumentado, hiperamonemia e letargia em neonatos. - Alvo de antibióticos: a BC bacteriana (AccC) está sendo estudada como alvo de fármacos antibacterianos. Além disso, a ACC bacteriana é distinta da enzima multifuncional eucariótica.

**Pontos de alto rendimento:** As reações de carboxilação que requerem biotina usam ATP; a carboxilação dependente de vitamina K (γ-carboxilação do glutamato nos fatores de coagulação II, VII, IX, X, proteína C/S) é uma reação diferente. A biotina é a vitamina B7. A biotina transfere uma unidade de um carbono como CO2, enquanto o folato carrega outros grupos de um carbono (metil, metileno, formil) e a SAM carrega grupos metil.