Кіріспе

Химиялық қосылыстардың кіші тобы

Ксантофилдер
Ксантофилдер (бастапқыда филоксантиндер) – табиғатта кеңінен таралған сары пигменттер, олар каротиноидтар тобының екі негізгі бөлімінің бірін құрайды; екінші бөлімін каротиндер құрайды. Атауы грек тілінен келген: (ξανθός) – "сары", және (φύλλον) – "жапырақ" сөздерінен, себебі олар жапырақ пигменттерінің алғашқы хроматографиясында көрінетін сары жолақтың пайда болуына себеп болады.

Молекулалық құрылысы

Екеуі де каротиноидтар болғандықтан, ксантофилдер мен каротиндер құрылымы жағынан ұқсас, бірақ ксантофилдерде оттегі атомдары бар, ал каротиндер таза көмірсутектер, оларда оттегі жоқ. Олардың оттегі мөлшері ксантофилдердің каротиндерге қарағанда молекулалық құрылымы бойынша көбірек полярлы болуына себеп болады, сондай-ақ олардың көптеген хроматография түрлерінде каротиндерден ажыратылуына да себеп болады. (Каротиндер әдетте ксантофилдерге қарағанда қызғылт сары түсті болады.) Ксантофилдер өздерінің оттегін гидроксилдік топтар түрінде немесе оттегі атомдарымен алмастырылған сутек атомдары түрінде, эпоксидтер құрамында көпірше ретінде көрсетеді.

Пайда болуы

Басқа каротиноидтар сияқты, ксантофилдер де көбінесе жасыл өсімдіктердің жапырақтарында ең көп мөлшерде кездеседі, онда олар жарық энергиясын реттеуге және жоғары жарық деңгейінде фотосинтезде артық өндірілетін үштік хлорофиллді (қозу ояртқыш хлорофиллдің бір түрі) бейтараптандыру үшін фотохимиялық емес сөндіргіш ретінде қызмет етеді. Жануарлардың денесінде, оның ішінде адамдарда және жануарлардан алынатын тағамдық өнімдерде табылған ксантофилдердің көзі, ақырында, диетадағы өсімдіктер болып табылады. Мысалы, тауық жұмыртқасының сарысы, майы және терісінің сары түсі сіңірілген ксантофилдерден, негізінен лютеиннен пайда болады, ол осы мақсатта тауық жеміне қосылады. Адам көзінің сары макуласындағы (әдеби мағынасында, сары дақ) сары түс лютеин мен зеаксантиннің болуынан туындайды. Бұл екі нақты ксантофилдің де адам көзінде болуы үшін адам диетасында көздері болуы керек. Олар көзді иондаушы жарықтан (көк және ультракүлгін жарықтан) қорғайды, оларды сіңіреді; бірақ ксантофилдер көру механизміне қатыспайды, өйткені оларды ретинальға (ретинальдегид немесе А витамині альдегиді деп те аталады) түрлендіруге болмайды. Олардың сары макуладағы физикалық орналасуы поляризацияланған жарықты қабылдауға мүмкіндік беретін энтоптикалық құбылыс – Хайдингер щеткасының себебі деп саналады.

Қосындылардың мысалы

Ксантофиллдер тобына (көптеген басқа қосылыстардың ішінде) лютеин, зеаксантин, неоксантин, виолаксантин, флавоксантин, α және β криптоксантиндер кіреді. Соңғы қосылыс – бета-ионон сақинасын қамтитын жалғыз ксантофилл, сондықтан β криптоксантин сүтқоректілер үшін провитамин А активтілігіне ие жалғыз ксантофилл болып табылады. Бірақ, бұл витамин тек өсімдіктермен қоректенетін сүтқоректілер үшін ғана қолданылады, олардың организмі бета-ионон бар каротиноидтардан ретина жасауға қабілетті ферменттерге ие (кейбір етқоректілерде мұндай ферменттер жоқ). Сүтқоректілерден басқа жануарлардың түрлерінде кейбір ксантофилдер тікелей көруге қатысатын гидроксилденген ретина аналогтарына айналуы мүмкін. Мысалы, кейбір шыбыштардан басқа, көптеген жәндіктер көру қызметі үшін 3-гидроксиретинальдің ксантофилден алынған R изомерін пайдаланады, яғни β криптоксантин және басқа ксантофилдер (лютеин және зеаксантин сияқты) олар үшін көруге қатысты "А витаминінің" формасы ретінде жұмыс істей алады, ал каротиндер (мысалы, бета-каротин) мұндай мүмкіндікке ие емес.

Ксантофилл циклы

Ксантофиллдік цикл ксантофилдерден (мысалы, виолаксантин, антераксантин, диадиноксантин) эпоксидтік топтарды ферменттік жолмен алып тастауды қамтиды, осылайша эпоксидтен арылған ксантофилдер (мысалы, диатоксантин, зеаксантин) пайда болады. Бұл ферменттік циклдар фотосинтез реакция орталықтарына жететін энергияның мөлшерін азайту механизмі – фотохимиялық емес сөндіру арқылы жарық жинайтын антенна ақуыздарындағы энергияның таралуын ынталандыруда маңызды рөл атқарады. Фотохимиялық емес сөндіру – фотоингибицияға қарсы қорғанудың негізгі тәсілдерінің бірі. Жоғары сатыдағы өсімдіктерде ксантофиллдік циклда белсенді үш каротиноидтық пигмент бар: виолаксантин, антераксантин және зеаксантин. Жарық стрессі кезінде виолаксантин, яғни, азаяды, антераксантин арқылы зеаксантинге айналады, ол липидтерді қорғаушы антиоксидант ретінде тікелей фотоқорғаушы рөл атқарады және жарық жинағыш ақуыздардағы фотохимиялық емес сөндіруді ынталандырады. Виолаксантинді зеаксантинге айналдыруды виолаксантин деэпоксидаза ферменті (EC 1.23.5.1) жүзеге асырады, ал кері реакцияны, яғни окистенуді зеаксантин эпоксидаза (EC 1.14.15.21) жүзеге асырады. Диатомдар мен динофлагелляттарда ксантофиллдік цикл диадиноксантин пигментінен тұрады, ол жоғары жарық жағдайында диатоксантинге (диатомдар) немесе диноксантинге (динофлагелляттар) айналады. Wright және авторлар (2011 жылдың ақпаны) "Зеаксантиннің артуы шпинаттағы виолаксантиннің төмендеуінен асып түсетіні байқалды" деп тапты және бұл айырмашылықты "бета-каротинден зеаксантин синтезімен" түсіндіруге болатынын атап өтті, бірақ олар бұл гипотезаны зерттеу үшін қосымша зерттеулер қажет екенін көрсетті.

Тамақ көзі

Ксантофилдер барлық жас жапырақтарда және этиолданған жапырақтарда кездеседі. Басқа бай көздеріне папайя, шабдалы, құрма, және қабақ жатады, олардың құрамында лютеин диэфирлері бар. Кале 100 грамға шамамен 18 мг лютеин және зеаксантин, шпинат 100 грамға 11 мг, петрушка 100 грамға 6 мг, бұршақ 110 грамға 3 мг, қабақ 100 грамға 2 мг, ал фисташка 100 грамға 1 мг құрайды.