生物素（Biotin）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。分子式为：C10H16N2O3S。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。是一种维持自然生长、发育和正常机能健康必要的营养素。

1. 作为转录因子的辅因子

与特定转录因子结合：生物素可以与一些转录因子相互作用，作为辅因子影响它们的活性和功能。例如，生物素可以与核因子 κB（NF-κB）等转录因子结合，影响其与 DNA 的结合能力以及转录激活活性。NF-κB 在Inflammation反应、免疫应答和细胞生存等多种生物学过程中起关键作用，生物素通过对 NF-κB 的调控，间接影响一系列相关基因的表达。

调节转录因子的核定位：某些情况下，生物素能够影响转录因子在细胞内的定位。以信号转导和转录激活因子 3（STAT3）为例，生物素可能参与调节 STAT3 的磷酸化状态或与其他蛋白的相互作用，从而影响其从细胞质转移到细胞核内的过程。只有进入细胞核的 STAT3 才能结合到特定的 DNA 序列上，启动相关基因的转录，因此生物素通过这种方式间接调控了与 STAT3 相关的基因表达。

2. 参与染色质重塑

组蛋白生物素化：生物素可以共价结合到组蛋白上，主要是组蛋白 H3 和 H4 的特定赖氨酸残基上，这种修饰方式被称为组蛋白生物素化。组蛋白生物素化可以改变染色质的结构和功能，影响基因的可及性。与未修饰的染色质区域相比，生物素化的染色质区域通常更松散，使得转录因子和 RNA 聚合酶等更容易接近 DNA 模板，从而促进基因的转录。

招募染色质重塑复合物：组蛋白生物素化可以作为一种信号，招募特定的染色质重塑复合物到染色质区域。这些复合物可以通过改变核小体的位置、构象或与 DNA 的结合程度，来调节染色质的结构和基因的表达状态。例如，生物素化的组蛋白可能招募一些具有 ATP 酶活性的染色质重塑复合物，它们利用 ATP 水解提供的能量来移动核小体，使原本被包裹在核小体中的基因序列暴露出来，便于转录机器的结合和基因转录的起始。

3. 影响 mRNA 的稳定性和翻译

mRNA 稳定性调节：生物素可以通过影响 mRNA 的稳定性来调控基因表达。研究发现，在某些细胞中，生物素缺乏会导致一些 mRNA 的半衰期缩短，从而减少相应蛋白质的合成。这可能是因为生物素参与了某些与 mRNA 稳定性相关的蛋白质或 RNA 结合蛋白的修饰或功能调节，使得它们能够更好地保护 mRNA 免受核酸酶的降解。例如，生物素可能影响了一些 RNA 结合蛋白与 mRNA 的 3' 非翻译区（UTR）的结合能力，从而改变了 mRNA 的稳定性。

翻译起始调控：生物素还可能在翻译水平上影响基因表达。有研究表明，生物素可以影响翻译起始因子的活性或与核糖体的相互作用。例如，生物素可能参与调节真核翻译起始因子 4E（eIF4E）的活性，eIF4E 能够识别 mRNA 的 5' 帽子结构，对于翻译起始复合物的组装至关重要。生物素通过影响 eIF4E 与 mRNA 的结合效率或与其他翻译起始因子的相互作用，进而影响蛋白质的翻译效率，最终调控基因表达的水平。