Ксантофилл
Ксантофиллы (первоначально филлоксантины ) представляют собой желтые пигменты , которые широко встречаются в природе и образуют одно из двух основных подразделений группы каротиноидов ; другой отдел образован каротинами . Название происходит от греческого: ксантос ( ξανθός ), что означает «желтый», [1] и филлон ( φύλλον ), что означает «лист»), [2] из-за образования желтой полосы, наблюдаемой при ранней хроматографии пигментов листьев .
Молекулярная структура
[ редактировать ]
Поскольку оба являются каротиноидами, ксантофиллы и каротины схожи по структуре, но ксантофиллы содержат кислорода атомы , а каротины представляют собой чистые углеводороды , не содержащие кислорода. Содержание в них кислорода делает ксантофиллы более полярными (по молекулярной структуре), чем каротины, и обуславливает их отделение от каротинов во многих видах 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, действуя в качестве мостика с образованием эпоксидов .
возникновение
[ редактировать ]Как и другие каротиноиды, ксантофиллы встречаются в наибольших количествах в листьях большинства зеленых растений , где они модулируют световую энергию и, возможно, служат нефотохимическим гасящим агентом для борьбы с триплетным хлорофиллом (возбужденной формой хлорофилла). [ нужна ссылка ] который перепроизводится при высоких уровнях освещенности в процессе фотосинтеза. Ксантофиллы, обнаруженные в организме животных, включая человека, и в пищевых продуктах животного происхождения, в конечном итоге происходят из растительных источников в рационе. Например, желтый цвет куриных яиц желтков , жира и кожицы обусловлен употреблением в пищу ксантофиллов — в первую очередь лютеина , который для этой цели добавляется в корм для кур.
Желтый цвет желтого пятна ( буквально «желтое пятно ») в сетчатке человеческого глаза обусловлен наличием лютеина и зеаксантина . Опять же, оба этих специфических ксантофилла требуют присутствия в человеческом глазу источника из рациона человека. Они защищают глаз от ионизирующего света (синего и ультрафиолетового света), который они поглощают; но ксантофиллы не участвуют в самом механизме зрения, поскольку они не могут превращаться в ретиналь (также называемый ретинальдегидом или альдегидом витамина А ). Их физическое расположение в желтом пятне считается причиной возникновения кисти Хайдингера — энтоптического явления , которое позволяет воспринимать поляризующий свет.
Примеры соединений
[ редактировать ]В группу ксантофиллов входят (среди многих других соединений) лютеин , зеаксантин , неоксантин , виолаксантин , флавоксантин , а также α- и β- криптоксантин . Последнее соединение является единственным известным ксантофиллом, содержащим бета-иононовое кольцо, и, таким образом, β- криптоксантин является единственным ксантофиллом, который, как известно, обладает провитаминной активностью для млекопитающих. Даже в этом случае этот витамин предназначен только для растительноядных млекопитающих, у которых есть фермент, производящий ретиналь из каротиноидов, содержащих бета-ионон (у некоторых плотоядных животных этот фермент отсутствует). У других видов, кроме млекопитающих, некоторые ксантофиллы могут превращаться в гидроксилированные аналоги сетчатки, которые действуют непосредственно на зрение. Например, за исключением некоторых мух, большинство насекомых используют производный ксантофилла R-изомер 3-гидроксиретиналя для зрительной деятельности, а это означает, что β -криптоксантин и другие ксантофиллы (такие как лютеин и зеаксантин) могут функционировать как формы зрительного восприятия. витамин А» для них, а каротины (такие как бета-каротин) — нет.
Ксантофилловый цикл
[ редактировать ]
Цикл ксантофиллов включает ферментативное удаление эпоксидных групп из ксантофиллов (например, виолаксантина , антераксантина , диадиноксантина ) с образованием так называемых деэпоксидированных ксантофиллов (например, диатоксантина , зеаксантина ). Было обнаружено, что эти ферментативные циклы играют ключевую роль в стимулировании рассеивания энергии в светособирающих антенных белках посредством нефотохимического тушения – механизма уменьшения количества энергии, достигающей фотосинтетических реакционных центров. Нефотохимическое закаливание — один из основных способов защиты от фотоингибирования . [3] У высших растений в цикле ксантофилла активны три каротиноидных пигмента: виолаксантин, антераксантин и зеаксантин. Во время светового стресса виолаксантин преобразуется, то есть восстанавливается, в зеаксантин через промежуточный антераксантин, который играет прямую фотозащитную роль, действуя как липид-защитный антиоксидант и стимулируя нефотохимическое тушение светособирающих белков. Это превращение виолаксантина в зеаксантин осуществляется ферментом виолаксантиндеэпоксидазой ( EC 1.23.5.1 ), тогда как обратная реакция, т.е. окисление, осуществляется зеаксантинэпоксидазой ( EC 1.14.15.21 ). [4]
У диатомовых водорослей и динофлагеллят цикл ксантофилла состоит из пигмента диадиноксантина превращается в диатоксантин (диатомовые водоросли) или диноксантин (динофлагелляты). , который в условиях высокой освещенности [5]
Райт и др. (февраль 2011 г.) обнаружили, что «увеличение содержания зеаксантина, по-видимому, превосходит снижение содержания виолаксантина в шпинате», и отметили, что это несоответствие можно объяснить «синтезом зеаксантина из бета-каротина», однако они отметили, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы изучить эту гипотезу. [6]
Источники пищи
[ редактировать ]Ксантофиллы обнаружены во всех молодых листьях и в этиолированных листьях. Примеры других богатых источников включают папайю , персики , чернослив и тыкву, которые содержат диэфиры лютеина. [7] [8] [9] Кейл 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, тыква – около 2 мг/100 г и фисташки – около 1 мг/100 г. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ξανθός . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей»
- ^ φύλλον . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей»
- ^ Фальковски, П.Г. и Дж.А. Рэйвен, 1997, Водный фотосинтез. Blackwell Science, 375 стр.
- ^ Таиз, Линкольн и Эдуардо Зейгер. 2006. Физиология растений . Сандерленд, Массачусетс: Издательство Sinauer Associates, Inc., четвертое издание, 764 стр.
- ^ Джеффри, С.В. и М. Веск, 1997. Знакомство с морским фитопланктоном и его пигментными признаками. Джеффри, С.В., RFC Мантура и С.В. Райт (ред.), Пигменты фитопланктона в океанографии, стр. 37-84. – Издательство ЮНЕСКО, Париж.
- ^ Райт; и др. (2011). «Взаимосвязь между нижним пределом кислорода, флуоресценцией хлорофилла и циклом ксантофилла у растений». Исследования фотосинтеза . 107 (3): 223–235. дои : 10.1007/s11120-011-9621-9 . ПМИД 21290261 . S2CID 8454497 .
- ^ Факторы, влияющие на биодоступность ксантофиллов, Сьюзан Зарифе, Джон В. Эрдман-младший.
- ^ «Колледж естественных наук Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, общая ботаника: Цвет листьев: ксантофиллы» . Архивировано из оригинала 25 августа 2016 г. Проверено 3 августа 2014 г.
- ^ Мишель Тюркотт, MS, RD (7 января 2016 г.). «Продукты, содержащие зеаксантин» . Архивировано из оригинала 16 сентября 2017 года.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Эйзенхауэр, Бронвин; Натоли, Шэрон; Лью, Джеральд; Флуд, Виктория М. (9 февраля 2017 г.). «Лютеин и зеаксантин — источники пищи, биодоступность и разнообразие рациона в защите от возрастной макулярной дегенерации» . Питательные вещества . 9 (2): 120. дои : 10.3390/nu9020120 . ПМЦ 5331551 . ПМИД 28208784 .
- Деммиг-Адамс, B & WW Adams, 2006. Фотозащита в экологическом контексте: удивительная сложность рассеивания тепловой энергии, New Phytologic, 172: 11–21.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Ксантофиллы Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)