Каротиноиды биосинтез

Общая схема биосинтеза обычных каротиноидов, содержащих р- и е-кольца, приведена на рис. 2.23. Согласно этой схеме, существуют две главные точки, в которых может происходить циклизация. Если в норме десатурация завершается до начала циклизации, то непосредственным предшественником моноциклических Y-каротина (2.78) и 6-каротина [е.ф-каротина (2.79)], а следовательно, и дициклических р-каротина (2.80), а-каротина (2.81) и е-каротина (2.82) является ликопин. Если же цик- [c.69]

Необходимо подчеркнуть, что морковь, кроме каротиноидов, содержит важный набор незаменимых аминокислот (лизин, метионин, лейцин, треонин), а также бетаин (300 мг%), холин (11 мг%). Последние обладают липотропным действием и участвуют в биосинтезе метионина, фосфолипидов и в кроветворении. [c.398]

Рис. 2.23. Общая схема биосинтеза обычных каротиноидов с (5- и е-кольцами.

БИОСИНТЕЗ КАРОТИНОИДОВ И ВИТАМИНА A [c.521]

Последующие реакции биосинтез ациклических каротиноидов [c.68]

Одной из характерных реакций биосинтеза каротиноидов в фотосинтезирующих бактериях является присоединение воды к двойной связи в положении 1,2, в результате чего образуется концевая [c.529]

Химический контроль. Известно, что многие вещества стимулируют или подавляют синтез каротиноидов или вызывают качественные изменения в их составе у микроорганизмов. Некоторые из таких соединений, например дифениламин и никотин, широко использовались в исследованиях биосинтеза каротиноидов (разд. 2.6.4 и 2.6.5). [c.80]

Пренильная группа изопентенилпирофосфата служит прямым предшественником в биосинтезе терпенов, каротиноидов и стероидов (рис. 12-11) [75—78]. Образование этой пятиуглеродной разветвленной структуры обсуждалось уже ранее (гл. И, разд. Г, 10 рис. 11-8) и схематически изображено на рис. 12-11. Один из этапов синтеза мевалоновой кислоты, а именно двухступенчатое восстановление З-окси-З-ме-тилглутарил-СоА, является строго регулируемой реакцией. Предполагается, что у человека скорость этой реакции в печени определяет интенсивность биосинтеза холестерина [44, 79]. Активность фермента снижается по принципу обратной связи при накоплении холестерина или его метаболитов. [c.563]

В природе больш инство каротиноидов существует исключительно или главным образом в полностью гране-(полностью Е) форме. Имеется, однако, несколько важных исключений. Фито-ин (7,8,11,12,7, 8, 1И,12 -октагидро-г1 ,г1 -каротин), обычно рассматриваемый в качестве первого С -углеводородного промежуточного продукта биосинтеза каротиноидов (разд. 2.6.3), как [c.41]

В предыдущих разделах описаны главные реакции, посредством которых синтезируются основные структуры ациклических и циклических каротиноидов. Индивидуальные каротиноиды образуются в результате последующих модификаций. Некоторые из этих модификаций, и прежде всего включение кислородсодержащих функциональных групп, происходят повсеместно. Другие, по-видимому, уникальны и характерны для биосинтеза единственного каротиноида, встречающегося лишь у одного вида или у группы видов. Диапазон структурных модификаций циклических каротиноидов шире, чем у соединений ациклического ряда. Главные структурные модификации ациклических каротиноидов, в частности у фотосинтезирующих бактерий, были приведены ранее (разд. 2.6.6). [c.74]

Регуляция и контроль биосинтеза каротиноидов и [c.78]

Дегидрирование (см. также Окислительное дегидрирование) алициклических соединений 2, 178 аминосоединений 3, 486 гомоптерокарпина 9, 198 каротиноидов биосинтез 11, 523 сл. [c.53]

Из тритерпеноидов (тритерпенов) стоит упомянуть сквален, ланостерин и циклоартенол, через которые протекает биосинтез стероидов из терпеноидов. Из тетратерпеноидов (тетратер-пенов) заслуживают упоминания каротиноиды — желтые, оранжевые и красные красители (разд. 7.9.2.1). [c.222]

Это огромная группа природных соединений, чрезвычайно распространенных как в мире животных, так и в мире растений. Изопреноиды являются продуктами вторичного биосинтеза. Многие из них содержатся в очень малых дозах (10 %), тогда как другие часто составляют до нескольких процентов в расчете на сухой вес той части растения, откуда они извлекаются. Изо-преноидами эти соединения называются в связи с тем, что углеродный скелет этих молекул как бы составлен из изопреновых (изопентановых) фрагментов. Изопреноиды обычно подразделяют на терпены (терпеноиды), стероиды и каротиноиды. Если биологические функции двух последних групп [c.137]

Активность Г. может быть связана также с подавлением таких процессов, как синтез нуклеиновых к-т, каротиноидов, белков, липидов, или с блокированием биосинтеза и транспорта прир. регуляторов, катализируюпдах эти процессы. Механизм действия многих Г. пока не выяснен. [c.525]

Абсцизовая кислота (109) является широко распространенным регулятором роста растений важное биологическое значение этой кислоты обусловило интенсивное исследование путей ее биосинтеза [78]. Для этого была использована бесклеточная система из плодов авокадо. Хотя абсцизовую кислоту можно рассматривать как продукт деградации каротиноидов, однако при введении [ С] фитоина в эту бесклеточную систему радиоактивная метка включается только в каротиноиды, но не в абсцизовую кислоту. В то же время абсцизовая кислота приобретает три метки из [2- С] мевалоната. Концевая г<ис-двойная связь метится изотопами водорода из 4-рло-(i )-мевалоната и, следовательно, образуется на какой-то стадии из транс-двойной связи. Опыты с мевалонатом, стереоспецифически меченным при С-2 и С-5, показали, что при образовании двойной связи наблюдается только транс-элиминирование от атомов С-4 и С-5 предшественника абсцизовой кислоты с потерей 2-p/ o-(S)- и 5-рло-(7 )-водородных атомов мевалоната. Гидроксиэпоксид (-)-)-2-г<ггс-ксантоксиновая кислота (ПО) является предшественником 7-гидрокси-а,р-ненасыщенного кетона— абсцизовой кислоты. 2-рло-(S)-Водородный атом мевалоната при образовании двойной связи теряется от С-З -атома, а 4-pro- R)-водородный атом мевалоната — от С-Г-атома при введении кислородной функции. Метильные группы метятся, как показано в фор- [c.513]

Пути биосинтеза каротиноидов состоят из небольшого числа основных реакций образования фитоина (первого С4о-промежу-точного соединения), образования дополнительных кратных связей (десатурацпя), циклизации и родственных процессов, общих почти для всех каротиноидов. Индивидуальные структуры 400—500 природных каротиноидов образуются в результате разнообразных Завершающих модификаций. [c.521]

В большинстве каротиногенных систем ликопин является не конечным продуктом, а промежуточным соединением в биосинтезе важнейших каротиноидов нормального строения. В частности, ликопин может претерпевать различные реакции при двойной связи в положении 1,2, образуя ряд ациклических каротинондов, характерных для многих фотосинтезирующих бактерий, или более известных моноциклических и бициклических каротиноидов, ти пичных для растений. [c.525]

Жесткость сопряженной полиеновой системы промежуточных каротиноидов исключает возможность множественных циклизаций-характерных для соединений ди- и тритерпеновой природы. В случае каротиноидов циклизация сводится к образованию шестичленного кольца на одном или на двух концах молекулы ациклического предшественника. Принято полагать, что циклизация промежуточных каротиноидов представляет собой процесс присоединения, инициирующийся атакой протона на атом С-2 концевой двойной связи. В результате циклизации образуется карбениевый ион (11), который может стабилизироваться путем потери протона или от С-6, или от С-4, или от С-18, что приводит, соответственно к р-кольцу (12), е-кольцу (13) или менее типичному -кольцу (14) (схема 5). Эти кольца не способны к взаимопревращениям. Так, ликопин может превращаться через промежуточно образующийся 7-каротин (Р,г1з-каротин) (16) в р-каротин (Р,(3-каротин) (17) или а-каротин (Р,е-каротин) (18) предложен также альтернативный путь биосинтеза р-каротина из нейроспорина через промежуточный р-зеакаротин (7, 8 -дигидро-р,г1з-каротин) (15) (схема 6). Аналогично, если результатом первой циклизации является образование е-кольца, то из нейроспорина и ликопина образуются а-зеака-ротин (7, 8 -дигидро-е,г1з-каротин) (19) и 6-каротин (е,г1з-каротин) (20), соответственно. Соединения (19) и (20) являются промежуточными соединениями в альтернативном пути биосинтеза а-каро-тина и е-каротина (е,е-каротин) (21) (схема 7). Во всех случаях, Однако, циклизация происходит только в той половине молекулы каротиноида, которая достигла уровня ненасыщенности, соответствующего ликопину. [c.525]

За исключением таких промежуточных продуктов в биосинтезе, как фитоин, фитофлуин и обычно -каротин, каротиноиды при комнатной температуре представляют собой твердые вещества. Больщинство из них может быть получено в кристаллическом виде при использовании соответствующих смесей растворителей. [c.43]

ИЛИ В клеточной стенке. Часто биосинтез каротиноидов индуцируется светом. Многие виды накапливают простые С о-каро-тиноиды, такие, как р-каротин, каротин и их производные. Некоторые бактерии синтезируют С45- и Сзо-структуры. Так, характерным каротиноидом галофильных На1оЬас1ег1а являр Г ч [c.56]

Было показано, что каротиноиды синтезируются только в растениях и микроорганизмах. В организме многих животных могут накапливаться и даже модифицироваться каротино-нды, полученные с пищей (разд. 2.8), однако биосинтез каротиноидов de novo никогда не был продемонстрирован однозначно ни в одной из животных систем. Биосинтетический путь, который будет обсуждаться ниже, представляет собой некое обобщение, основанное на исследованиях многих каротиногенных систем, главным образом листьев и хлоропластов, плодов и хромопластов томата, грибов и бактерий, а также полученных из них ферментных препаратов. [c.60]

Каротиноиды являются тетратериенами, н нх биосинтез происходит ио нормальному изопреноидному пути, дающему начало также и другим важным природным продуктам, таким, как каучук, стероиды, содержащиеся во многих эфирных маслах MOHO-, сескви- и дитериены, а кроме того, боковым цепям хинонов, участвующих в переносе электронов. [c.60]

Путь биосинтеза каротиноидов может быть разбит на несколько стадий 1) образование Сго-промежуточного продукта геранилгеранилпирофосфата 2) образование фитоина — первого Сад-каротина 3) ряд реакций десатурации 4) циклизация и связанные с ней реакции с участием двойной связи С-1,2 5) окончательные модификации. [c.60]

Первая стадия образования геранилгеранилпирофосфата является общей для биосинтеза всех изоиреноидов, в то время как остальные характерны только для биосинтеза каротиноидов. [c.60]

Большинство экспериментальных данных, касающихся начальных стадий изоиреноидного пути биосинтеза, получены на примере образования холестерина, а не каротиноидов. Однако нет оснований считать, что составляющие его реакции для этих классов соединений различаются. [c.60]

ГМГ-СоА подвергается восстановлению в две стадии до ме-валоновой кислоты МВК (2.51)]. Эта ГМГ-СоА-редуктазная реакция является главной контрольной точкой биосинтеза холестерина справедливо ли это для каротиногенеза, еще предстоит выяснить. МВК представляет собой первое соединение, которое в биосинтезе изопреноидов используется исключитель- ио в качестве промежуточного продукта. Это соединение, по-разному меченное радиоактивными (Ш и С) и стабильными ( Н и С) изотопами, было синтезировано и широко применялось в качестве субстрата при изучении биосинтеза каротиноидов. [c.62]

Из ряда дополнительных реакций, которые могут происходить по двойной связи С-1,2, простейшие наблюдаются в ходе биосинтеза ациклических каротиноидов. Наиболее ярким примером является присоединение воды с образованием 1-гидр-окси- и 1-метоксикаротиноидов, характерных для фотосинтезирующих и некоторых других бактерий. В случае гидратации ликопина по двойной связи С-1,2 образуется родопин >[1,2-ди- [c.68]

Обнаружение у бактерий нескольких каротиноидов, содержащих арильные концевые группы, представляет большой интерес, поскольку это свидетельствует в пользу существования еще одного, ранее неизвестного, пути биосинтеза ароматического кольца из мевалоната, а не по шикиматному пути или из ацетата с помощью поликетидного механизма (гл. 3). [c.77]

Возможно, самые трудные проблемы в области изучения каротиноидов связаны с их биохимией. Главные пути биосинтеза и последовательности реакций >же хорошо известны, и предстоит определить лишь стереохимию и механизм некоторы из этих реакций. Однако особого внимания требуют исследования на ферментном уровне, не исключено, что ферменты организованы в связанные с мембранами комплексы, и это может создавать значительные методические трудности. До тех пор пока не будет достигнут прогресс в этой области, невозможно выяснить детали механизмов регуляции и контроля биосинтеза каротиноидов (особенно фоторегуляции). Что касается вопроса о происхождении каротиноидов у животных, то здесь не исключены сюрпризы старая идея о том, что животные получают каротиноиды только с пищей, сейчас кажется несостоятельной. Животные способны модифицировать попавшие с пищей каротиноиды различными путями, в том числе с помощью стереохимических превращений. Исследование последних очень перспективно, несмотря на то что метаболические превращения обычно происходят медленно и в связи с этим их трудно обнаружить [c.88]

На синтез и отложение пуринов, и особенно птеринов, влияют многие факторы. Обычно эти вещества локализованы в специфических пигментных клетках, ксантофорах и эритрофорах, которые не только ответственны за окраску наружных покровов тела животных, но и контролируют изменения окраски, происходящие в ответ на изменения факторов окружающей среды, таких, как цвет поверхности, на которой они находятся. Известен гормональный контроль пигментации, главным образом в ходе созревания и развития организма. Помимо действия на синтез птеринов факторы, контролирующие пигментацию, действуют также на биосинтез каротиноидов и меланинов. Регуляция окраски, характер ее распределения у животных и механизмы изменения окраски будут обсуждаться в гл. 8. [c.240]

Было получено несколько мутантных штаммов водорослей, у которых при выращивании в темноте состав пигментов значительно отличается от состава у дикого штамма у них может полностью отсутствовать хлорофилл, а биосинтез каротиноидов может быть блокирован на одной из ранних стадий, например на стадии -каротина (10.21). При освещении клеток некоторых из этих штаммов происходит нормальное образование хлоропластов, причем данный процесс в некоторых отношениях сходен с позеленением этиопластов. Это делает такие штаммы очень удобным объектом для изучения структурных изменений и превращений пигментов. [c.362]

По-видимому, должен существовать общий механизм, который регулирует образование хлоропласта в целом. Как осуществляются при этом тонкие взаимодействия компонентов и их контроль, не известно, однако были обнаружены тесные генетические взаимосвязи между ними. Должны синтезироваться все компоненты, и все они должны быть доступны для включения в тилакоидные мембраны. В противном случае синтетические процессы подавляются. Например, действие некоторых гербицидов заключается в подавлении биосинтеза каротиноидов. Если этиолированные проростки или культуры водорослей Euglena, выращенные в темноте, обработать такими гербицидами, то нормальные каротиноиды хлоропластов не образуются и, следовательно, не включаются в фотосинтетические мембраны. В результате не синтезируются и другие компоненты хлоропластов, в том числе хлорофилл, и, следовательно, не происходит развития хлоропласта в целом. Даже если это было бы и не так, то подавление образования каротиноидов привело бы к тому, что весь синтезированный хлорофилл и зарождающиеся фотосинтетические мембраны оказались бы без защиты от фотоокисления (разд. 10.4.2) и разрушались бы. Поэтому гербициды, подавляющие биосинтез каротиноидов в растениях, очень эффективны. [c.363]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология