類胡蘿卜素（Carotenoid）是廣泛存在于微生物、植物、動物及人體內(nèi)的一類黃色、橙色或紅色的脂溶性色素，具有抗氧化、抗腫瘤、增強免疫和保護視覺等多種生物學作用。主要存在于水果和新鮮蔬菜中，在植物和微生物中可合成，動物不能合成。

類胡蘿卜素類

流行病學研究顯示，攝食深綠色蔬菜水果降低癌癥發(fā)生率與其所含類胡蘿卜素密切相關(guān)。

可能機制為抗氧化、抑制致癌物形成、調(diào)節(jié)藥物代謝酶、增強免疫功能、調(diào)控細胞信號傳導、抑制癌細胞增殖、誘導細胞分化及凋亡、誘導細胞間隙通訊。

應用領(lǐng)域

植物果實品質(zhì)

 

 

生物合成調(diào)控機制

 

 

植物呈色機理

 

 

生物活性功能（抗氧化、抗炎、抗腫瘤）

 

 

樣本要求

案例分析

金銀花中的紅黃素合成酶；膜雙鐵酶催化 β- 胡蘿卜素向紅黃素的多步轉(zhuǎn)化

Rhodoxanthin Synthase from Honeysuckle; a Membrane Diron Enzyme Catalyzes the Multistep Conversation of β-carotene to Rhodoxanthin

發(fā)表期刊：Science Advances       影響因子：13.116 發(fā)表日期：2020年4月       發(fā)表單位：美國帝斯曼營養(yǎng)產(chǎn)品公司

研究背景

紅黃素是一種紅色類胡蘿卜素，在植物界以及某些鳥類和魚類中都有發(fā)現(xiàn)

研究設(shè)計及結(jié)果

我們鑒定了羥化酶紅黃素合成酶(LHRS)，它是一種變異型β-胡蘿卜素羥化酶類型的整膜雙鐵酶，介導β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為紅黃素。我們通過LHRS鑒定了對紅黃素形成至關(guān)重要的殘基。僅取代三個殘基，就可以將典型的β-胡蘿卜素羥化酶（BCH）轉(zhuǎn)化為多功能酶，該酶通過一系列不同的氧化步驟介導從 β-胡蘿卜素到紅黃素的多步驟途徑，每一步的產(chǎn)物都成為下一個催化循環(huán)的底物。

圖 1 類胡蘿卜素的反向結(jié)構(gòu)、類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)及其建立的關(guān)系說明了忍冬BCH 的作用以及 BCH、酶與其他植物的序列比對

圖 2 表達細菌番茄紅素生物合成基因的羊肚草、忍冬和忍冬提取物中類胡蘿卜素的 HPLC 分離和 PDA 光譜分析圖

圖 3 類胡蘿卜素中間體和紅黃素的形成

圖 4 LHRS 和 BCHs 催化對胡蘿卜素向紅黃質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑的作用

結(jié)論

我們發(fā)現(xiàn)了一條從 β- 胡蘿卜素到紅黃素的生物合成途徑。

參考文獻

Royer John,Shanklin John,Balch-Kenney Nathalie et al. Rhodoxanthin synthase from honeysuckle; a membrane diiron enzyme catalyzes the multistep conversation of β-carotene to rhodoxanthin.[J] .Sci Adv, 2020, 6: eaay9226