Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Химиялық қосылыстар класы; сары, қызыл немесе қызыл өсімдік пигменттері
Class of chemical compounds; yellow, orange or red plant pigments
Каротиноидтар (/k/ə/'/r//ɒ//t//ɪ//n//ɔɪ//d/) – өсімдіктер мен балдырлар, сондай-ақ бірнеше бактериялар, археялар және саңырауқұлақтар өндіретін сары, қызыл және күлгін органикалық пигменттер. Каротиноидтар тығыздықтарға, морковьқа, пашнипске, жүгеріге, қызанаққа, канарейкаларға, фламинголарға, лососьқа, омарларға, креветкаларға және нарцисс гүлдеріне тән түс береді. 1100-ден астам анықталған каротиноидтарды екі топқа бөлуге болады: ксантофилдер (құрамында оттегі бар) және каротиндер (оттегі жоқ таза көмірсутектер). Олардың барлығы тетратерпендердің туындылары, яғни олар 8 изопрен бірлігінен жасалады және 40 көміртек атомын қамтиды. Жалпы, каротиноидтар 400-ден 550 нанометрге дейінгі (көктемгіден жасылға дейінгі) толқын ұзындығын сіңіреді. Бұл қосылыстарды терең сары, қызыл немесе күлгін түске бояйды. Каротиноидтар – ағаш түрлерінің шамамен 15-30% күзгі жапырақтарының түсін анықтайтын басты пигменттер. Бета-ион тобы алмастырылмаған каротиноидтар (оның ішінде β-каротин, α-каротин, β-криптоксантин және γ-каротин) А витаминіне айнала алады. Көзде лютеин, мезозеаксантин және зеаксантин макулярлық пигменттер ретінде кездеседі, олардың 2016 жылға дейін көру функциясындағы маңыздылығы клиникалық зерттеулерде қарастырылып келеді.
Carotenoids (/k//ə/'/r//ɒ//t//ɪ//n//ɔɪ//d/) are yellow, orange, and red organic pigments that are produced by plants and algae, as well as several bacteria, archaea, and fungi. Carotenoids give the characteristic color to pumpkins, carrots, parsnips, corn, tomatoes, canaries, flamingos, salmon, lobster, shrimp, and daffodils. Over 1,100 identified carotenoids can be further categorized into two classes xanthophylls (which contain oxygen) and carotenes (which are purely hydrocarbons and contain no oxygen). All are derivatives of tetraterpenes, meaning that they are produced from 8 isoprene units and contain 40 carbon atoms. In general, carotenoids absorb wavelengths ranging from 400 to 550 nanometers (violet to green light). This causes the compounds to be deeply colored yellow, orange, or red. Carotenoids are the dominant pigment in autumn leaf coloration of about 15 30% of tree species, Carotenoids that contain unsubstituted beta ionone rings (including β carotene, α carotene, β cryptoxanthin, and γ carotene) have vitamin A activity (meaning that they can be converted to retinol). In the eye, lutein, meso zeaxanthin, and zeaxanthin are present as macular pigments whose importance in visual function, as of 2016, remains under clinical research.
Құрылымы мен қызметі
Каротиноидтар барлық фотосинтездік организмдерде түзіледі және фотосинтездің жарық энергиясын жинақтайтын бөлігінде хлорофиллге қосымша пигменттер ретінде қолданылады. Олар конъюгацияланған екі байланыстарға ие, толық қанықпаған молекулалар, бұл каротиноидтарға әртүрлі толқын ұзындығындағы жарықты сіңіруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, терминалдық топтар липид мембраналарындағы поляризация мен қасиеттерді реттейді. Көптеген каротиноидтар тетратерпеноидтар болып табылады, тұрақты C40 изопреноидтары. Бұл құрылымдардың түрлі модификациялары бар: циклдану, қанығу немесе қанықпаудың әртүрлі дәрежелері және басқа да функционалдық топтар. Каротиндер көбінесе тек көміртек пен сутегінен тұрады, яғни олар көмірсутектер. Олардың ішінде α-каротин, β-каротин және ликопен ең белгілілері. Оттегі бар каротиноидтар лютеин мен зеаксантин деп аталады, олар ксантофилдер болып танылады. Олар абсциз қышқылының өндірілуін ишаралайды, ол өсімдіктердің өсуін, тұқымның тыныштық күйін, жаңаруын және өніп шығуын, жасушалардың бөлінуін және созылуын, гүлдердің дамуын және стресске реакцияны реттейді.
Carotenoids are produced by all photosynthetic organisms and are primarily used as accessory pigments to chlorophyll in the light harvesting part of photosynthesis. They are highly unsaturated with conjugated double bonds, which enables carotenoids to absorb light of various wavelengths. At the same time, the terminal groups regulate the polarity and properties within lipid membranes. Most carotenoids are tetraterpenoids, regular C40 isoprenoids. Several modifications to these structures exist: including cyclization, varying degrees of saturation or unsaturation, and other functional groups. Carotenes typically contain only carbon and hydrogen, i. e., they are hydrocarbons. Prominent members include α carotene, β carotene, and lycopene, are known as carotenes. Carotenoids containing oxygen include lutein and zeaxanthin. They are known as xanthophylls. They are able to signal the production of abscisic acid, which regulates plant growth, seed dormancy, embryo maturation and germination, cell division and elongation, floral growth, and stress responses.
Фотофизика
Көптеген конъюгацияланған қос байланыстардың ұзындығы олардың түсі мен фотофизикалық қасиеттерін анықтайды. Фотонды сіңіргеннен кейін каротиноид, фотосинтез процесінде пайдалану үшін өзінің қозған электронын хлорофиллге жібереді. Каротиноидтер липидтерді зарядталған липидтік пероксидтер мен басқа да тотыққан туындыларды түзетін бос радикалдардың зиянынан қорғау арқылы липопротеиндер мен жасушалық липидтік құрылымдардың кристалдану архитектурасын және гидрофобтығын сақтайды, соның салдарынан оттектің ерігіштігі мен оның ішінде таралуын қамтамасыз етеді.
The length of the multiple conjugated double bonds determines their color and photophysics. After absorbing a photon, the carotenoid transfers its excited electron to chlorophyll for use in photosynthesis. By protecting lipids from free radical damage, which generate charged lipid peroxides and other oxidised derivatives, carotenoids support crystalline architecture and hydrophobicity of lipoproteins and cellular lipid structures, hence oxygen solubility and its diffusion therein.
Құрылым-мүліктік қатынастар
Кейбір май қышқылдары сияқты, каротиноидтар да ұзын қанықпаған алифалық тізбектерінің болуына байланысты липофильді болып табылады.
Like some fatty acids, carotenoids are lipophilic due to the presence of long unsaturated aliphatic chains.
Морфология
Каротиноидтар негізінен жасуша ядросының сыртында, әртүрлі цитоплазма органеллаларында, липидтік тамшыларда, цитосомаларда және гранулаларда орналасқан. Олар балдыр жасушасында раман спектроскопиясы арқылы көріне бейнеленді және сандық түрде өлшенді. Транс-ликопенге моноклоналды антиденелердің жасалуымен, бұл каротиноидты әртүрлі жануарлар мен адам жасушаларында табуға мүмкіндік туды.
Carotenoids are located primarily outside the cell nucleus in different cytoplasm organelles, lipid droplets, cytosomes and granules. They have been visualised and quantified by raman spectroscopy in an algal cell. With the development of monoclonal antibodies to trans lycopene it was possible to localise this carotenoid in different animal and human cells.
Тамақ
Бета-каротин қызанақ, тәтті картоп, морковь және қысқы қабақтарда кездеседі, олардың сары-қызыл түстеріне жауапты. Вьетнамдық гак жемісінде ликопен каротиноидінің ең жоғары концентрациясы бар. Жасыл болғанымен, кале, шпинат, қарақұмық және шалқан жемісінде де көп мөлшерде бета-каротин бар. 2015 жылы жасалған алдын ала зерттеулердің шолуы каротиноидтарға бай тағамдар бас және мойын қатерлі ісіктері мен простата қатерлі ісігінің қаупін азайтуы мүмкін екенін көрсетті. Каротиноидтарға және А витаминіне бай тағамдарды тұтыну мен Паркинсон ауруының қаупі арасында байланыс жоқ. Адамдар мен басқа жануарлар көбінесе каротиноидтарды өздері синтездей алмайды, сондықтан оларды тамақ арқылы алуы керек. Каротиноидтар жануарларда кең таралған және көбінесе әшекейлік белгі болып табылады. Мысалы, лососьтың қызғылт түсі, пісірілген лобстердің қызыл түсі және қарапайым қабырғалы кесірткелердің сары түрпісінің қабыршақтары каротиноидтардың әсерінен туындайды. Каротиноидтар әшекейлік белгілерде қолданылады (мысалы, тупиктерде), себебі олардың физиологиялық және химиялық қасиеттеріне байланысты, оларды жеке денсаулықтың көрінетін көрсеткіштері ретінде пайдалануға болады, сондықтан жануарлар оларды әлеуетті серіктерін таңдағанда қолданады. Тамақтан алынған каротиноидтар жануарлардың майлы тіндерінде жинақталады. Каротиноидтарға толы көкөністерді майда пісіру және оларды ұсақтау каротиноидтардың сіңу қабілетін арттырады.
Beta carotene, found in pumpkins, sweet potato, carrots and winter squash, is responsible for their orange yellow colors. Vietnamese gac fruit contains the highest known concentration of the carotenoid lycopene. Although green, kale, spinach, collard greens, and turnip greens contain substantial amounts of beta carotene. Reviews of preliminary research in 2015 indicated that foods high in carotenoids may reduce the risk of head and neck cancers and prostate cancer. There is no correlation between consumption of foods high in carotenoids and vitamin A and the risk of Parkinson's disease. Humans and other animals are mostly incapable of synthesizing carotenoids, and must obtain them through their diet. Carotenoids are a common and often ornamental feature in animals. For example, the pink color of salmon, and the red coloring of cooked lobsters and scales of the yellow morph of common wall lizards are due to carotenoids. It has been proposed that carotenoids are used in ornamental traits (for extreme examples see puffin birds) because, given their physiological and chemical properties, they can be used as visible indicators of individual health, and hence are used by animals when selecting potential mates. Carotenoids from the diet are stored in the fatty tissues of animals, Cooking carotenoid containing vegetables in oil and shredding the vegetable both increase carotenoid bioavailability.
Өсімдіктердің түсі
Ең көп таралған каротиноидтар ликопен және А витаминінің алдындағы түрі β-каротинді қамтиды. Өсімдіктерде ксантофил лютеин ең көп таралған каротиноид, және оның жасқа байланысты көз ауруларын болдырмаудағы рөлі қазіргі уақытта зерттеліп жатыр. Дегенмен, күзгі жапырақтарды әсемдейтін қызыл, күлгін түстер мен олардың қоспалары жасушалардағы пигменттердің тағы бір тобынан – антоцианиндерден пайда болады. Каротиноидтардан өзгеше, бұл пигменттер жапырақта өсу маусымы бойында кездеспейді, бірақ жаздың аяғына қарай белсенді түрде өндіріледі.
The most common carotenoids include lycopene and the vitamin A precursor β carotene. In plants, the xanthophyll lutein is the most abundant carotenoid and its role in preventing age related eye disease is currently under investigation. However, the reds, the purples, and their blended combinations that decorate autumn foliage usually come from another group of pigments in the cells called anthocyanins. Unlike the carotenoids, these pigments are not present in the leaf throughout the growing season, but are actively produced towards the end of summer.
Құстардың түсі мен жыныстық іріктеу
Тамақ ішіндегі каротиноидтар мен олардың метаболизм туындылары құстардың ашық сарыдан қызылға дейінгі түсіне жауап береді. Зерттеулер бойынша, қазіргі құстардың шамамен 2956 түрі каротиноидтық түспен ерекшеленеді және осы пигменттерді сыртқы түс үшін пайдалану қабілеті құстар эволюциясының барысында көп рет тәуелсіз дамыған. Каротиноидтық түс жоғары деңгейде жыныстық диморфизмді көрсетеді, ересек еркек құстардың түсі әдетте сол түрдің ұрғашыларына қарағанда гөрі әлдеқайда жарқын болады. Бұл айырмашылықтар ұрғашылардың еркектердегі сары және қызыл түске басымдық беруі арқасында немесе каротиноидты метаболизм жолдары мен жасушалық тыныс алу жолдары арасындағы байланыс нәтижесінде туындайды. Каротиноидқа негізделген түс сияқты, жыныстық таңдау арқылы дамитын белгілер фенотиптік және генетикалық сапаның шынайы көрсеткіштері болып саналады. Мысалы, Parus major құс түрінің еркектерінде, әшекейлірек еркектерде каротиноидтық антиоксиданттардың артуына байланысты сперматозоидтар тотығу стресіне қарсы жақсырақ қорғалады. Дегенмен, еркектердің тартымды түсі олардың сапасының бұрмаланған көрсеткіші болуы мүмкін екендігіне де дәлелдер бар. Мысалы, каротиноидтық бояғыштардың арқасында ұрғашыларға тартымды еркектер өз герм жасушаларына каротиноидтарды жеткілікті мөлшерде бөле бермейді. Каротиноидтар пайдалы антиоксиданттар болғандықтан, олардың герм жасушаларына жеткіліксіз бөлінуі осы жасушалардың ДНК-сының тотығу зақымдануына әкелуі мүмкін.
Dietary carotenoids and their metabolic derivatives are responsible for bright yellow to red coloration in birds. Studies estimate that around 2956 modern bird species display carotenoid coloration and that the ability to utilize these pigments for external coloration has evolved independently many times throughout avian evolutionary history. Carotenoid coloration exhibits high levels of sexual dimorphism, with adult male birds generally displaying more vibrant coloration than females of the same species. These differences arise due to the selection of yellow and red coloration in males by female preference. or through a connection between carotenoid metabolizing pathways and pathways for cellular respiration. It is generally considered that sexually selected traits, such as carotenoid based coloration, evolve because they are honest signals of phenotypic and genetic quality. For instance, among males of the bird species Parus major, the more colorfully ornamented males produce sperm that is better protected against oxidative stress due to increased presence of carotenoid antioxidants. However, there is also evidence that attractive male coloration may be a faulty signal of male quality. Among stickleback fish, males that are more attractive to females due to carotenoid colorants appear to under allocate carotenoids to their germline cells. Since carotinoids are beneficial antioxidants, their under allocation to germline cells can lead to increased oxidative DNA damage to these cells.