Быстрый Поиска
Ксантофиллы (первоначально филлоксантины) представляют собой желтые пигменты, которые широко встречаются в природе и образуют одно из двух основных подразделений группы каротиноидов; другое подразделение образовано каротинами.
Название происходит от греческого xanthos (ξανθός, «желтый») и филлона (φύλλον, «лист»), из-за образования ими желтой полосы, наблюдаемой в ранней хроматографии листовых пигментов.
Молекулярная структура
Поскольку оба являются каротиноидами, ксантофиллы и каротины похожи по структуре, но ксантофиллы содержат атомы кислорода, в то время как каротины являются чисто углеводородами, которые не содержат кислорода.
Их содержание кислорода заставляет ксантофиллы быть более полярными (по молекулярной структуре), чем каротины, и вызывает их отделение от каротинов во многих типах хроматографии. (Каротины обычно более оранжевого цвета, чем ксантофиллы.)
Ксантофиллы представляют свой кислород либо в виде гидроксильных групп, либо в виде атомов водорода, замещенных атомами кислорода, когда они действуют как мост с образованием эпоксидов.
Происшествие
Как и другие каротиноиды, ксантофиллы встречаются в наибольшем количестве в листьях большинства зеленых растений, где они действуют для модуляции световой энергии и, возможно, служат нефотохимическим гасящим агентом для борьбы с триплетхлорофиллом (возбужденная форма хлорофилла), который перепроизводится при высоких уровнях освещенности при фотосинтезе.
Ксантофиллы, обнаруженные в телах животных, включая людей, и в диетических продуктах животного происхождения, в конечном итоге получены из растительных источников в рационе.
Например, желтый цвет желтков куриных яиц, жира и кожи происходит от проглоченных ксантофиллов — в первую очередь лютеина, который добавляют в куриный корм для этой цели.
Желтый цвет желтой макулы (буквально желтое пятно) в сетчатке человеческого глаза является результатом присутствия лютеина и зеаксантина.
Опять же, оба этих специфических ксантофилла требуют, чтобы источник в рационе человека присутствовал в человеческом глазу.
Они защищают глаз от ионизирующего света (синего и ультрафиолетового света), который они поглощают; но ксантофиллы не функционируют в самом механизме зрения, поскольку они не могут быть преобразованы в сетчатку (также называемую ретинальдегидом или альдегидом витамина А).
Считается, что их физическое расположение в желтой макуле является причиной кисти Хайдингера , энтоптического явления, которое позволяет воспринимать поляризационный свет.
Примеры соединений
В группу ксантофиллов входят (среди многих других соединений) лютеин, зеаксантин, неоксантин, виолаксантин, флавоксантин и α- и β-криптоксантин.
Последнее соединение является единственным известным ксантофиллом, содержащим бета-иононное кольцо, и, таким образом, β-криптоксантин является единственным ксантофиллом, который, как известно, обладает провитаминной активностью А для млекопитающих.
Даже тогда это витамин только для растительноядных млекопитающих, которые обладают ферментом для получения сетчатки из каротиноидов, содержащих бета-ионон (некоторым плотоядным животным не хватает этого фермента).
У видов, отличных от млекопитающих, некоторые ксантофиллы могут быть преобразованы в гидроксилированные аналоги сетчатки , которые функционируют непосредственно в зрении.
Например, за исключением некоторых мух, большинство насекомых используют полученный из ксантофилла R-изомер 3-гидроксиретиналя для визуальной деятельности, что означает, что β-криптоксантин и другие ксантофиллы (такие как лютеин и зеаксантин) могут функционировать как формы визуального «витамина А» для них, в то время как каротины (такие как бета-каротин) этого не делают.
Цикл ксантофилла
Цикл ксантофилла включает ферментативное удаление эпоксидных групп из ксантофиллов (например, виолаксантина, антераксантина, диадиноксантина) для создания так называемых деэпоксидированных ксантофиллов (например, диатоксантина, зеаксантина).
Было обнаружено, что эти ферментативные циклы играют ключевую роль в стимулировании рассеивания энергии в белках антенны, собирающих свет, путем нефотохимического гашения - механизма уменьшения количества энергии, которая достигает реакционных центров фотосинтеза.
Нефотохимическое закалка является одним из основных способов защиты от фотоингибирования.
У высших растений есть три каротиноидных пигмента, которые активны в цикле ксантофилла: виолаксантин, антераксантин и зеаксантин.
Во время светового стресса виолаксантин превращается в зеаксантин через промежуточный антераксантин, который играет прямую фотозащитную роль, выступая в качестве липид-защитного антиоксиданта и стимулируя нефотохимическое гашение в белках, собирающих свет.
Это превращение виолаксантина в зеаксантин осуществляется ферментом виолаксантиндеэпоксидазой, в то время как обратная реакция выполняется зеаксантин-эпоксидазой.
В диатомовых водорослях и динофлагеллятах цикл ксантофилла состоит из пигмента диадиноксантина, который трансформируется в диатоксантин (диатомовые водоросли) или диноксантин (динофлагелляты) в условиях высокой освещенности.
обнаружили, что «увеличение зеаксантина, по-видимому, превосходит снижение виолаксантина в шпинате» и прокомментировали, что расхождение может быть объяснено «синтезом зеаксантина из бета-каротина», однако они отметили, что для изучения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования.
Источники пищи
Ксантофиллы встречаются во всех молодых листьях и в этиолированных листьях. Примеры других богатых источников включают папайю, персики, чернослив и кабачки, которые содержат лютеиновые диестеры.
Капуста содержит около 18 мг лютеина и зеаксантина на 100 г, шпинат около 11 мг / 100 г, петрушка около 6 мг / 100 г, горох около 3 мг / 110 г, кабачки около 2 мг / 100 г и фисташки около 1 мг / 100 г.
Хлорофиллы (а существует несколько различных типов) являются основными светопоглощающими пигментами в наземных растениях.
Они располагаются в хлоропластах частокола и губчатых мезофилловых слоях листьев.
Хлорофиллы в основном поглощают красные и синие длины волн света.
Помимо хлорофиллов, растения имеют и другие пигменты, часто называемые вспомогательными пигментами, в частности каротины и ксантофиллы.
Каротины - это углеводороды, состоящие из углерода и водорода, и они способствуют фотосинтезу, передавая световую энергию, которую они поглощают, хлорофиллу.
Они также защищают растительные ткани, помогая поглощать энергию из «возбужденной формы» молекулы кислорода [O2], которая образуется во время фотосинтеза.
Каротины также отвечают за оранжевые (но не все желтые) цвета осенних листьев и сухой листвы; и за цвета многих других фруктов, овощей и грибов (например, дыни дыни, сладкого картофеля и лисички).
Ксантофиллы являются желтыми пигментами. Их молекулярная структура аналогична структуре каротинов. Ксантофиллы также имеют некоторое количество кислорода в своей структуре.
Ксантофиллы, например, виолаксантин и зеаксантин, могут передавать эту световую энергию между собой и преобразовывать часть этой световой энергии в тепловую энергию.
Это может быть использовано для предотвращения повреждения легких уборочных комплексов в хлоропластах.
Этот процесс известен как цикл ксантофилла.
Вечнозеленые хвойные деревья, как сосна и ель, зимой сталкиваются с проблемой – у них есть листья.
Но он слишком холоден, чтобы зафиксировать углерод посредством фотосинтеза, но их молекулы хлорофилла все еще поглощают световую энергию.
Ксантофиллы жизненно важны, чтобы у них был механизм рассеивания этого поглощенного света.
Именно здесь важны вспомогательные фотосинтетические пигменты – ксантофиллы.
Работа цикла ксантофилла позволяет растениям справляться с поглощенным светом в зимние месяцы, защищая светопоглощающие комплексы и позволяя растениям восстанавливаться после зимних условий и начинать процесс фотосинтеза, как и когда позволяют температуры.
Ксантофилл – это разновидность вспомогательного пигмента или фитохимических веществ, которая относится к классу «каротиноидов».
Во многих сосудистых растениях и водорослях ксантофиллы действуют как светособирающие белковые комплексы. Ксантофиллы богаты антиоксидантами, которые предотвращают повреждение клеток.
У фотосинтезирующих эукариот ксантофиллы обычно связаны с молекулами хлорофилла.
Ксантофиллы - это молекулы пигмента, присутствующие в светособирающем комплексе, которые защищают фотосинтезирующие организмы от токсического воздействия света.
В этом контексте вы узнаете значение, молекулярную структуру, возникновение, типы, цикл, функции и выделение ксантофилла.
Значение ксантофилла
Ксантофилл просто относится к вспомогательным пигментам, собирающим свет, которые работают согласованно с хлорофиллом-а.
Ксантофиллы могут поглощать свет длины волны в диапазоне 425-475 нм.
Ксантофиллы в основном бывают трех типов, а именно лютеин, зеаксантин и криптоксантин.
Они представляют собой высокоантиоксигенные молекулы, которые защищают клетку от повреждений и старения.
Ксантофилл очень полезен для здоровья глаз, так как снижает риск катаракты глаза и дегенерации желтого пятна.
Ксантофиллы или филлоксантины являются желтым цветовым пигментом , естественным образом присутствующим в растениях.
Ксантофилл может выделяться из растительного экстракта.
Вы можете выделить пигмент ксантофилл из экстракта растения, выполнив хроматографию, которая приводит к образованию желтой цветовой полосы над хроматографической бумагой.
Давайте рассмотрим некоторые общие свойства ксантофилла.
Молекулярная структура
Ксантофилл является основным вспомогательным пигментом.
Ксантофиллы состоят из терпеноидных соединений С-40, которые образуются в результате конденсации между изопренными единицами.
Молекулярная структура ксантофилла и каротина (еще одного вспомогательного пигмента) почти одинакова, за исключением присутствия атома кислорода. В ксантофилле есть атом кислорода, присутствующий в виде гидроксильной группы, тогда как каротину не хватает атома кислорода и он существует как чистый углеводород.
Происшествие
Ксантофиллы встречаются естественным образом в растениях, которые регулируют световую энергию и действуют как «фотохимический закалочный агент», который имеет дело с возбуждающей формой хлорофилла или триплет-хлорофилла.
Триплет хлорофилл производится с большей скоростью во время процесса фотосинтеза.
Ксантофиллы также встречаются в организме людей и животных, что в конечном итоге происходит от источника зеленых растений.
Ксантофиллы (первоначально филлоксантины) являются желтыми пигментами из группы каротиноидов.
Их молекулярная структура основана на каротинах; в отличие от каротинов, некоторые атомы водорода замещены гидроксильными группами и/или некоторые пары атомов водорода замещены атомами кислорода.
Они содержатся в листьях большинства растений и синтезируются внутри пластид.
Они участвуют в фотосинтезе вместе с зеленым хлорофиллом, который обычно покрывает желтый, за исключением осени, когда хлорофилл денатурируется холодом.
В растениях ксантофиллы считаются вспомогательными пигментами, наряду с антоцианами, каротинами, а иногда и фикобилипротеинами.
Ксантофиллы, наряду с каротиновыми пигментами, видны, когда листья становятся оранжевыми в осенний сезон.
Животные не могут производить ксантофиллы, и, таким образом, ксантофиллы, обнаруженные у животных (например, в глазу), происходят из их потребления пищи.
Желтый цвет желтков куриных яиц также происходит от проглоченных ксантофиллов.
Ксантофиллы являются окисленными производными каротинов.
Они содержат гидроксильные группы и являются более полярными; поэтому они являются пигментами, которые будут путешествовать дальше всего в бумажной хроматографии.
Группа ксантофиллов состоит из лютеина, зеаксантина и α- и β-криптоксантина.
Ксантофилл имеет химическую формулу C40H56O2.
Цикл ксантофилла
Цикл ксантофилла включает в себя превращение пигментов из неэнергетически закалывающей формы в энергогасящие формы.
Это способ уменьшить поперечное сечение поглощения светособирающей антенны и, таким образом, уменьшить количество энергии, которая достигает реакционных центров фотосинтеза.
Уменьшение светосборной антенны является одним из основных способов защиты от фотоингибирования, а изменения в цикличности ксантофилла происходят по временной шкале от минут до часов.
В высших растениях есть три каротиноидных пигмента, которые активны в цикле ксантофилла: виолаксантин, антераксантин и зеаксантин.
Во время светового стресса виолоксантин превращается в антераксантин и зеаксантин, который функционирует как фотопротекторные пигменты.
Это превращение осуществляется ферментом виолаксантин деэпоксидазой.
У диатомовых водорослей и динофлагеллят цикл ксантофилла состоит из пигмента диадиноксантина, который при сильном освещении трансформируется в диатоксантин (диатомовые водоросли) или диноксантин (динофлагелляты).
Фотосинтез - это преобразование световой энергии в химическую энергию, используемую растениями, многими водорослями и цианобактериями. Однако каждый фотосинтезирующий организм должен быть в состоянии рассеивать световое излучение, которое превышает его способность к фиксации углекислого газа, прежде чем он сможет повредить фотосинтетический аппарат (т.е. хлоропласт).
Эта фотозащита обычно опосредована оксигенированными каротиноидами, то есть группой желтых пигментов, называемых ксантофиллами, включая виолаксантин, антераксантин и зеаксантин, которые рассеивают тепловое излучение от солнечного света через цикл ксантофилла.
Ксантофиллы присутствуют в двух крупных белково-кофакторных комплексах, присутствующих в фотосинтетических мембранах организмов, использующих Фотосистему I или Фотосистему II.
Фотосистема II использует воду в качестве доноров электронов, а пигменты и хиноны в качестве акцепторов электронов, тогда как фотосистема I использует пластоцианин в качестве доноров электронов и железо-серные центры в качестве акцепторов электронов.
Фотосистема I в термофильных цианобактериях, например, представляет собой кристаллическую структуру, которая содержит 12 белковых субъединиц, 2 филлохинона, 22 каротиноидов, 127 кофакторов, составляющих 96 хлорофиллов, помимо катионов кальция, фосфолипидов, трех железо-серных групп, воды и других элементов.
Этот аппарат захватывает свет и передает электроны пигментам и в то же время рассеивает чрезмерную энергию возбуждения через ксантофиллы.
Ксантофиллы синтезируются внутри пластид и не зависят от света для их синтеза, как это делают хлорофиллы.
От рассвета до заката растения и другие фотосинтезирующие организмы подвергаются воздействию различного количества солнечной радиации, которая определяет цикл ксантофилла.
На рассвете в пластидах обнаруживается пул диепоксидов, называемых виолаксантином, которые будут преобразованы моноэпоксидным антераксантином в зеаксантин по мере постепенного увеличения интенсивности света в течение дня.
Зеаксантин поглощает и рассеивает избыточное солнечное излучение, которое не используется хлорофиллом во время фиксации углекислого газа.
В часы пик экспозиции солнечного света почти весь ксантофилл в бассейне находится в форме зеаксантина, который будет постепенно преобразован в виолаксантин по мере уменьшения солнечной радиации во второй половине дня, чтобы снова использоваться на следующий день.
Общее описание
Ксантофиллы являются насыщенными кислородом производными каротиноидов.
Ксантофиллы состоят из атомов кислорода.
Ксантофиллы являются желтыми пигментами и встречаются в основном в листьях большинства зеленых растений.
Приложение
Ксантофилл был использован:
для количественной оценки циркулирующего лютеина у птиц
изучить его влияние на синтез фактора D (FD) адипоцитами
для количественной оценки каротиноидов из листьев Brassica oleracea
Биохимическое/физиологическое действие
Ксантофилл/лютеин функционирует как вспомогательный светособирающий пигмент.
Ксантофиллы также действуют как гасители синглетных кислородных и хлорофилловых триплетных состояний, чтобы продемонстрировать защиту от фотоокислительного повреждения.
Ксантофилл участвует в фотосинтезе.
Ксантофиллы обладают антиоксидантными свойствами.
Диетический каротиноид без потенции витамина А.
Увеличивает концентрацию макулярного пигмента в глазу и может улучшить зрительную функцию.
Ксантофиллы являются оксигенированными каротиноидами, играющими важную роль в качестве структурных компонентов фотосинтетического аппарата.
Ксантофиллы способствуют сборке и стабильности светособирающего комплекса, поглощению света и фотозащите.
Первым шагом в биосинтезе ксантофилла из α- и β-каротина является гидроксилирование e- и β-колец, выполняемое как негемовыми железооксигеназами (CHY1, CHY2), так и цитохромами P450 (LUT1 / CYP97C1, LUT5 / CYP97A3).
Тройной мутант Arabidopsis chy1chy2lut5 почти полностью истощен в β-ксантофиллов.
Здесь мы сообщаем о четверном мутанте chy1chy2lut2lut5, дополнительно несущем мутацию lut2 (влияющую на ликопин е-циклазу).
Этому генотипу не хватает лютеина, и все же он показывает компенсаторное увеличение β-ксантофиллов по отношению к мутанту chy1chy2lut5.
Мутантные растения демонстрируют еще более сильную фоточувствительность, чем chy1chy2lut5, полное отсутствие qE, быстро обратимого компонента нефотохимического гашения и своеобразную организацию комплексов связывания пигментов в тилакоиды.
Биохимический анализ показывает, что мутант chy1chy2lut2lut5 истощен в субъединицах Lhcb и специфически влияет на функцию фотосистемы I, показывая дефицит в суперкомплексах PSI-LHCI.
Более того, анализируя серию одинарных, двойных, тройных и четверных мутантов Arabidopsis в биосинтезе ксантофилла, мы показываем до сих пор неописанную корреляцию между уровнями ксантофилла и соотношением PSI-PSII.
Снижение соотношения ксантофилл/каротиноид вызывает пропорциональное снижение основных уровней LHCII и PSI по отношению к PSII.
Физиологический и биохимический фенотип мутанта chy1chy2lut2lut5 показывает, что (i) белок LUT1/CYP97C1 обнаруживает основную активность β-каротингидроксилазы in vivo при истощении его предпочтительного субстрата α-каротина; (ii) Ксантофиллы необходимы для нормального уровня накопления фотосистемы I и LHCII.
Ксантофиллы являются насыщенными кислородом каротиноидами, которые выполняют различные функции в фотосинтезирующих организмах и необходимы для выживания организма.
В течение последнего десятилетия не было достигнуто значительных успехов в выяснении молекулярной генетики и биохимии пути биосинтеза ксантофилла.
Микроводоросли, дрожжи или другие микроорганизмы производят некоторые из ксантофиллов, которые коммерчески используются из-за их собственного цвета и антиоксидантных свойств.
В настоящее время только несколько микроводорослей рассматриваются или уже эксплуатируются для производства высокоценных ксантофиллов.
Тем не менее, новые разработки в молекулярной биологии имеют важные последствия для коммерциализации микроводорослей и делают генетические манипуляции с содержанием ксантофилла в микроводорослях привлекательными для биотехнологических целей.
Соответственно, в настоящем обзоре обобщены общие свойства ксантофиллов в микроводорослях и последние разработки в области биотехнологического производства ксантофиллов.
Ксантофиллы высаживаются в самый высокий объем в листьях самых зеленых растений и помогают в фотосинтезе, приземляясь светом.
Ксантофиллы, посаженные в тела многочисленных существ, включая людей, и спасительные продукты зверей, в конечном итоге выводятся из фабричных источников в рационе.
Количество кислорода заставляет ксантофиллы быть более полярными (по молекулярной структуре) по сравнению с каротинами, что вызывает их отделение от каротинов в многочисленных типах хроматографии.
Что такое ксантофиллы?
Ксантофиллы относятся к цветам аксессуаров для сбора света, которые работают согласованно с хлорофиллом-а. Ксантофиллы могут поглощать свет длины волны в диапазоне 425-475 нм.
Ксантофиллы в основном бывают трех типов: воделицет лютеин, зеаксантин и криптоксантин.
Они в значительной степени являются антиоксигенными пятнами, которые покрывают клетку от повреждения и старения.
Ксантофиллы уменьшают угрозу катаракты глаза и дегенерации желтого пятна.
Ксантофиллы или филлоксантины являются негероическим цветом, естественным образом присутствующим в растениях.
Ксантофилл может быть изолирован от заводского отрывка.
Ксантофилл является основным цветом аксессуара.
Ксантофиллы состоят из терпеноидных композитов С-40, которые образуются в результате конденсации между изопренными единицами.
Молекулярная структура ксантофилла и каротина (еще один вспомогательный цвет) почти одинакова, за исключением наличия фрагмента кислорода.
В ксантофилле есть фрагмент кислорода, присутствующий в виде гидроксильной группы, тогда как каротину не хватает фрагмента кислорода и он существует как чистый углеводород.
Виды ксантофиллов
Ксантофиллы в значительной степени включают апуртенантные цвета, такие как лютеин, зеаксантин и криптоксантин.
Лютеин является наиболее распространенным ксантофиллом, который синтезируется самими зелеными растениями. Шпинат, капуста, киви, зеленые яблоки, яичный траллдом, ил и т. Д. Являются источниками лютеина.
Лютеин представляет собой липофильный пластырь (невыполнимый в полярной моющей воде).
В растениях лютеин присутствует в виде эфиров жировой кислоты, в которых одна или две жировые кислоты соединяются с двумя группами ОН.
Лютеин существенно поглощает синий свет, и тем самым защищает глаз от синего света, который приводит к ухудшению состояния глаз.
Зеаксантин просто относится к каротиноидным спиртам, которые могут синтезироваться естественным путем растениями и некоторыми микроорганизмами.
Ксантофиллы действуют как нефотохимический закалочный агент.
Зеаксантин является прикладным цветом, который придает отчетливый цвет осадку, волчьей ягоде и т. Д.
Ксантофиллы состоят из двух хиральных центров.
Капуста, шпинат, флора репы, горчичная флора и т. Д. Являются источниками.
Криптоксантин Его молекулярная структура относительно аналогична β-каротину, но гидроксильная группа присутствует дополнительно.
Криптоксантин представляет собой растение в виде красного кристаллического твердого вещества в чистом виде.
Ксантофиллы также относятся к провитамину-А, так как во время цикла ксантофилла криптоксантин превращается в витамин А (ретинол).
Цикл ксантофилла
Цикл ксантофилла происходит внутри тилакоидной мембраны хлоропласта.
Цикл ксантофилла облегчает взаимопревращение оксигенированных каротиноидов.
Существует множество типов цикла ксантофилла, но циклы виолаксантина и диадиноксантина являются наиболее распространенными.
Основное различие между каротином и ксантофиллом заключается в том, что каротин дает оранжевый цвет, тогда как ксантофилл дает желтый цвет.
Кроме того, каротин - это углеводород, который не содержит атома кислорода в своей структуре, в то время как ксантофилл - это углеводород, который содержит атом кислорода в своей структуре.
Каротин и ксантофилл являются двумя классами каротиноидов, которые являются тетратерпеновыми растительными пигментами, служащими вспомогательными пигментами в фотосинтезе.
Они отвечают за придание красно-оранжевого до желтого цвета, особенно фруктам и овощам.
Ксантофилл является вторым типом каротиноидов, обнаруженных в растениях, придающих растению желтый цвет.
Однако структура ксантофилла содержит один атом кислорода в отличие от каротина.
Однако, как и каротин, ксантофилл встречается в листьях растений в больших количествах.
Кроме того, тела животных содержат ксантофилл, который является растительным.
Например, яичный желток, жировая ткань и кожа содержат ксантофилл, полученный из растений.
Прежде всего, лютеин — это форма ксантофиллов, обнаруженных в яичном желтке кур.
Кроме того, два типа ксантофиллов, известных как лютеин и зеаксантин, встречаются в желтой макуле или желтом пятне в сетчатке человеческого глаза.
Они отвечают за центральное зрение глаза. Более того, они защищают глаз от синего света.
Поэтому капуста, шпинат, зелень репы, летние кабачки, тыква, паприка, плоды с желтой мякотью, авокадо и яичный желток являются хорошими источниками лютеина и зеаксантина.
В целом, эти два ксантофилла эффективны при возрастной макулярной дегенерации (ВМД), которая приводит к слепоте.
Кроме того, известно, что лютеин предотвращает образование атеросклероза из-за его антиоксидантного воздействия на холестерин, что, в свою очередь, предотвращает накопление холестерина в артериях.
