类胡萝卜素（Carotenoid）是广泛存在于微生物、植物、动物及人体内的一类黄色、橙色或红色的脂溶性色素，具有抗氧化、抗肿瘤、增强免疫和保护视觉等多种生物学作用。主要存在于水果和新鲜蔬菜中，在植物和微生物中可合成，动物不能合成。

类胡萝卜素类

流行病学研究显示，摄食深绿色蔬菜水果降低癌症发生率与其所含类胡萝卜素密切相关。

可能机制为抗氧化、抑制致癌物形成、调节药物代谢酶、增强免疫功能、调控细胞信号传导、抑制癌细胞增殖、诱导细胞分化及凋亡、诱导细胞间隙通讯。

应用领域

植物果实品质

 

 

生物合成调控机制

 

 

植物呈色机理

 

 

生物活性功能（抗氧化、抗炎、抗肿瘤）

 

 

样本要求

案例分析

金银花中的红黄素合成酶；膜双铁酶催化 β- 胡萝卜素向红黄素的多步转化

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

发表期刊：Science Advances       影响因子：13.116 发表日期：2020年4月       发表单位：美国帝斯曼营养产品公司

研究背景

红黄素是一种红色类胡萝卜素，在植物界以及某些鸟类和鱼类中都有发现

研究设计及结果

我们鉴定了羟化酶红黄素合成酶(LHRS)，它是一种变异型β-胡萝卜素羟化酶类型的整膜双铁酶，介导β-胡萝卜素转化为红黄素。我们通过LHRS鉴定了对红黄素形成至关重要的残基。仅取代三个残基，就可以将典型的β-胡萝卜素羟化酶（BCH）转化为多功能酶，该酶通过一系列不同的氧化步骤介导从 β-胡萝卜素到红黄素的多步骤途径，每一步的产物都成为下一个催化循环的底物。

图 1 类胡萝卜素的反向结构、类胡萝卜素的结构及其建立的关系说明了忍冬BCH 的作用以及 BCH、酶与其他植物的序列比对

图 2 表达细菌番茄红素生物合成基因的羊肚草、忍冬和忍冬提取物中类胡萝卜素的 HPLC 分离和 PDA 光谱分析图

图 3 类胡萝卜素中间体和红黄素的形成

图 4 LHRS 和 BCHs 催化对胡萝卜素向红黄质转化途径的作用

结论

我们发现了一条从 β- 胡萝卜素到红黄素的生物合成途径。

参考文献

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