Наранџасти прстен који окружује Велики призматични извор стварају каротеноидни молекули, које производе алге и бактерије.

Каротеноиди или тетратерпеноиди су, као и фикобилини, помоћни фотосинтетички пигменти који упијају светлост коју хлорофил не прима, мењају њену таласну дужину и усмеравају је након тога на хлорофил.[1] Главне врсте су каротин и ксантофил.

Каротеноиди су yellow, orange, and red organic pigments that are produced by plants and algae, as well as several bacteria, and fungi.[2] Carotenoids give the characteristic color to pumpkins, carrots, corn, tomatoes, canaries, flamingos, salmon, lobster, shrimp, and daffodils.[2] Carotenoids can be produced from fats and other basic organic metabolic building blocks by all these organisms. The only land dwelling arthropods known to produce carotenoids are aphids, and spider mites, which acquired the ability and genes from fungi.,[3][4][5] It is also produced by endosymbiotic bacteria in whiteflies.[6] Carotenoids from the diet are stored in the fatty tissues of animals,[2] and exclusively carnivorous animals obtain the compounds from animal fat. In the human diet, absorption of carotenoids is improved when consumed with fat in a meal.[7] Cooking carotenoid-containing vegetables in oil increases carotenoid bioavailability.[2][7]

There are over 1,100 known carotenoids [8] which can be further categorized into two classes, xanthophylls (which contain oxygen) and carotenes (which are purely hydrocarbons and contain no oxygen).[2] All are derivatives of tetraterpenes, meaning that they are produced from 8 isoprene molecules and contain 40 carbon atoms. In general, carotenoids absorb wavelengths ranging from 400 to 550 nanometers (violet to green light). This causes the compounds to be deeply colored yellow, orange, or red. Carotenoids are the dominant pigment in autumn leaf coloration of about 15-30% of tree species,[2] but many plant colors, especially reds and purples, are due to polyphenols.

Макуларни пигменти људског ока

Carotenoids serve two key roles in plants and algae: they absorb light energy for use in photosynthesis, and they provide photoprotection via non-photochemical quenching.[9] Carotenoids that contain unsubstituted beta-ionone rings (including beta-carotene, alpha-carotene, beta-cryptoxanthin, and gamma-carotene) have vitamin A activity (meaning that they can be converted to retinol). In the eye, lutein, meso-zeaxanthin, and zeaxanthin are present as macular pigments whose importance in visual function, as of 2016, remains under clinical research.[2][10]

БиосинтезаУреди

 
Пут синтезе каротеноида

Основни градивни блокови каротеноида су изопентенил дифосфат (IPP) и диметилалил дифосфат (DMAPP).[11] Ова два изомера изопрена користе се за стварање различитих једињења у зависности од биолошког пута који се користи за синтезу изомера.[12] Познато је да биљке користе два различита пута за производњу IPP: пут цитосолне мевалонске киселине (MVA) и пластидни метилеритритол 4-фосфат (MEP).[11] Код животиња производња холестерола започиње стварањем IPP-а и DMAPP-а коришћењем MVA.[12] Биљке за производњу каротеноида користе MEP за генерисање IPP-а и DMAPP.[11] MEP стаза резултира у 5:1 мешавини IPP:DMAPP.[12] IPP и DMAPP пролазе кроз неколико реакција, што резултира главним каротеноидним прекурзором, геранилгеранил пирофосфатом (GGPP). GGPP се може претворити у каротене или ксантофиле пролазећи кроз више различитих корака унутар биосинтетског пута каротеноида.[11]

Каротеноиди који се природно јављајуУреди

ИзвориУреди

  1. ^ Armstrong GA, Hearst JE (1996). „Carotenoids 2: Genetics and molecular biology of carotenoid pigment biosynthesis”. Faseb J. 10 (2): 228—37. PMID 8641556. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 „Carotenoids”. Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute, Oregon State University. 1. 8. 2016. Приступљено 17. 4. 2019. 
  3. ^ Moran NA, Jarvik T (2010). „Lateral transfer of genes from fungi underlies carotenoid production in aphids.”. Science. 328 (5978): 624—7. PMID 20431015. doi:10.1126/science.1187113. 
  4. ^ Boran Altincicek; Jennifer L. Kovacs; Nicole M. Gerardo (2011). „Horizontally transferred fungal carotenoid genes in the two-spotted spider mite Tetranychus urticae. Biology Letters. 8 (2): 253—257. PMC 3297373 . PMID 21920958. doi:10.1098/rsbl.2011.0704. 
  5. ^ Nováková E, Moran NA (2012). „Diversification of genes for carotenoid biosynthesis in aphids following an ancient transfer from a fungus.”. Mol Biol Evol. 29 (1): 313—23. PMID 21878683. doi:10.1093/molbev/msr206. 
  6. ^ Sloan DB, Moran NA (2012). „Endosymbiotic bacteria as a source of carotenoids in whiteflies.”. Biol Lett. 8 (6): 986—9. PMC 3497135 . PMID 22977066. doi:10.1098/rsbl.2012.0664. 
  7. 7,0 7,1 Mashurabad, Purna Chandra; Palika, Ravindranadh; Jyrwa, Yvette Wilda; Bhaskarachary, K.; Pullakhandam, Raghu (3. 1. 2017). „Dietary fat composition, food matrix and relative polarity modulate the micellarization and intestinal uptake of carotenoids from vegetables and fruits”. Journal of Food Science and Technology. 54 (2): 333—341. ISSN 0022-1155. PMC 5306026 . PMID 28242932. doi:10.1007/s13197-016-2466-7. 
  8. ^ Yabuzaki, Junko (2017-01-01). „Carotenoids Database: structures, chemical fingerprints and distribution among organisms”. Database (на језику: енглески). 2017 (1). PMC 5574413 . PMID 28365725. doi:10.1093/database/bax004. 
  9. ^ Armstrong GA, Hearst JE (1996). „Carotenoids 2: Genetics and molecular biology of carotenoid pigment biosynthesis”. FASEB J. 10 (2): 228—37. PMID 8641556. doi:10.1096/fasebj.10.2.8641556. 
  10. ^ Bernstein, P. S.; Li, B; Vachali, P. P.; Gorusupudi, A; Shyam, R; Henriksen, B. S.; Nolan, J. M. (2015). „Lutein, Zeaxanthin, and meso-Zeaxanthin: The Basic and Clinical Science Underlying Carotenoid-based Nutritional Interventions against Ocular Disease”. Progress in Retinal and Eye Research. 50: 34—66. PMC 4698241 . PMID 26541886. doi:10.1016/j.preteyeres.2015.10.003. 
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 Nisar, Nazia; Li, Li; Lu, Shan; Khin, Nay Chi; Pogson, Barry J. (2015-01-05). „Carotenoid Metabolism in Plants”. Molecular Plant. Plant Metabolism and Synthetic Biology. 8 (1): 68—82. PMID 25578273. doi:10.1016/j.molp.2014.12.007. 
  12. 12,0 12,1 12,2 KUZUYAMA, Tomohisa; SETO, Haruo (2012-03-09). „Two distinct pathways for essential metabolic precursors for isoprenoid biosynthesis”. Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and Biological Sciences. 88 (3): 41—52. ISSN 0386-2208. PMC 3365244 . PMID 22450534. doi:10.2183/pjab.88.41. 
  13. ^ Choi, Seyoung; Koo, Sangho (2005). „Efficient Syntheses of the Keto-carotenoids Canthaxanthin, Astaxanthin, and Astacene”. J. Org. Chem. 70 (8): 3328—3331. PMID 15823009. doi:10.1021/jo050101l. 

Спољашње везеУреди