Die biochemischen Wirkungen von Biotin beruhen auf seiner Funktion als Coenzym von Carboxy lasen. Die Bindung an diese Enzyme wird auch als Biotinylierung bezeichnet. In jüngerer Zeit sind je doch weitere Eigenschaften beschrieben worden, wie die Bedeutung des Biotins in der zellulären Signalübertragung, der epigenetischen Genregu lierung und der Chromatinstruktur.
Die Holocarboxylase-Synthetase (HLCS) kataly siert die Bindung von Biotin an die Carboxylasen und nimmt daher eine Schlüsselposition in der Wirkung des Biotins ein. Das Enzym Biotinidase ist verantwortlich für die Lösung der Bindung und da mit für die Wiederverwendung des Vitamins. Eine besonders wichtige Rolle spielt Biotin in der His tonbiotinylierung. Hierdurch wird die Packungs dichte der DNA modifiziert und so die DNA-Repli kation und -Transkription gesteuert.