浅谈番茄红素的生理功能

番茄红素（ｌｙｃｏｐｅｎｅ）是一种重要的类胡萝卜素,它广泛存在于水果及蔬菜中,在番茄、杏、番石榴、西瓜、番木瓜、红葡萄中均含有较多的番茄红素,其中尤以番茄中的含量为最高。通常人们通过饮食获取番茄红素,且８０％是通过食用番茄及其加工品而获得的。番茄红素由碳、氢两种元素构成,它的分子式为Ｃ４０Ｈ５０。由于番茄红素分子中没有β紫罗酮环的结构,故它没有维生素Ａ原的功能,因此,长期以来人们一直认为它不具有类胡萝卜素的生理活性。然而,最近的研究表明,番茄红素的抗氧化性能是天然类胡萝卜素中最强的,它的独特的…     

八氢番茄红素脱氢酶的研究进展北大核心CSCD

类胡萝卜素是一类超过700种的萜烯基团类不饱和化合物的总称,根据结构可分为胡萝卜素族和叶黄素族,具有较高的营养价值。八氢番茄红素脱氢酶是类胡萝卜素生物合成途径中的首要限速酶,它参与催化无色的八氢番茄红素转变成有色类胡萝卜素,发挥着中心调控作用。不同生物源的八氢番茄红素脱氢酶在功能上呈现多样性,在大多数蓝细菌,藻类和高等植物的类胡萝卜素生物合成途径中,由Crt P,Crt Q和异构酶Crt H或PDS,ZDS和异构酶Z-ISO、Crt ISO共同参与番茄红素的形成,而在大多数微生物中只有Crt I-type一种酶来完成八氢番茄红素的脱氢反应,且根据脱氢步骤的不同分别可生成链孢红素、番茄红素或脱氢番茄红素。本文阐述了不同生物源八氢番茄红素脱氢酶的基因分离与鉴定,功能多样性及表达调控机制等最新研究进展,并进行了进化分析,为八氢番茄红素脱氢酶的深入研究及利用基因工程策略生产类胡萝卜素的应用提供重要信息。     

酿酒酵母中高效积累β-胡萝卜素的代谢途径构建

β-胡萝卜素是一种橘黄色的脂溶性色素，属于类胡萝卜素家族，基于其丰富的生物学活性，在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用。国内外对β-胡萝卜素市场需求量巨大，特别是天然来源的β-胡萝卜素具有广阔的市场前景，建立适合天然β-胡萝卜素生产的微生物细胞工厂显得尤为重要。本研究利用基因工程手段克隆了β-胡萝卜素生物合成途径中的三个基因，分别是来源于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的香叶基香叶基焦磷酸合成酶基因(ScBTS1)、红法夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)的八氢番茄红素脱氢酶基因(XdCrtI)以及同时具有八氢番茄红素合成酶和番茄红素环化酶的双功能酶基因(XdCrtYB),构建组成型表达载体pYES2-Kan-CrtI-CrtYB-BTS1,并转化至酿酒酵母MKP-o中，最终筛选获得能够生产β-胡萝卜素的酿酒酵母基因工程菌株。结果显示，此工程菌摇瓶产量达到14.53 mg/g细胞干重(DCW)且发酵周期短，不仅可以稳定高效地积累β-胡萝卜素，同时发酵过程中无需添加诱导剂，有利于节约生产成本。因此，可以将其作为一株具有较高β...     

达草灭对橙色大白菜愈伤组织中类胡萝卜素含量的影响

依据橙色大白菜的愈伤组织呈现橙色,而普通大白菜的愈伤组织呈现浅黄色这一现象,以橙色大白菜‘金冠1号’和普通大白菜‘秦白2号’培养的愈伤组织为材料,在培养基中添加0．1mmol．L-1的八氢番茄红素脱氢酶抑制剂达草灭分别处理5、10、20和40d。用HPLC法测定处理后的愈伤组织中各种类胡萝卜素含量的结果表明：‘秦白2号’愈伤组织中以β-胡萝卜紊为主,‘金冠1号’愈伤纽织中的类胡萝卜以番茄红素和β-胡萝卜素为主,且类胡萝卜素总含量比‘秦白2号’高出10．4倍;随着达草灭处理时间的延长,愈伤组织的颜色逐渐变白,其中番茄红素和β-胡萝卜素的含量逐渐下降,而八氢番茄红素的含量则逐渐升高,至处理40d时,两品种的愈伤组织中积累的八氢番茄红索差异不明显。据此,推论橙色大白菜中类胡萝卜素的积累并不是由于类胡萝卜素生物合成能力的提高引起的。     

沉默lycB基因对雨生红球藻类胡萝卜素合成代谢的影响

雨生红球藻是一种淡水浮游单细胞绿藻, 逆境条件下可积累大量的类胡萝卜素。番茄红素是类胡萝卜素中的一种, 是类胡萝卜素合成代谢中的一个重要中间产物。番茄红素β-环化酶(LycB)是催化番茄红素形成β-胡萝卜素的关键酶。文章以杜氏盐藻lycB基因为干扰序列, 构建了含卡那霉素与阿特拉津双抗性的RNAi载体p1301-BS-RNAi。将其电转化进雨生红球藻细胞, 经抗性筛选、基因组PCR及RT-PCR筛选, 获得了16个独立的干扰株系。选取生长良好的7个进行高光诱导, 发现其番茄红素含量增加了99.4%, β-胡萝卜素含量减少了48.4%, 即通过异源的lycB-RNAi基因沉默可抑制番茄红素向β-胡萝卜素的转化。对比分析发现, 番茄红素增加量仅是β-胡萝卜素减少量的5%, 表明因lycB-RNAi抑制而产生的番茄红素的95%又被其他通路转换成了其他代谢产物, 因此要实现雨生红球藻番茄红素含量的大幅增长, 需协同调控其他代谢通路。     

番茄果实内番茄红素含量的遗传

番茄成熟果实内番茄红素含量,决定了以它为原料的番茄罐头的红度和质量等级,成为选育优良罐藏番茄品种的主要质量指标之一。有关番茄红素含量遗传的研究50多年前就开始了,迄今已知控制或影响番茄红素含量遗传的基因达17对以上。如番茄果实基本色素基因R/r和T/t,果实表皮色素基因Y/y,抑制番茄红素合成的杏黄果肉基因。at,β-胡萝卜素基因B/b及其修饰基因MOB,可提高     

果实特异性RNAi介导的Lcy基因沉默来增加番茄中番茄红素的含量

根据GenBank中番茄的番茄红素β-环化酶(Lcy)基因序列和八氢番茄红素去饱和酶基因(Pds)启动子序列设计特异引物从番茄基因组DNA中分别扩增出了Lcy基因的高度保守的长302bp的DNA片段和长1790的Pds启动子片段。根据RNAi的原理,将Lcy基因的DNA片段以正反两个方向通过一段内含子序列连接在一起形成RNAi片段,将该片段与Pds启动子一起插入到pVCT2020的表达载体中,通过农杆菌介导的方法转化番茄,获得转基因植株5棵,PCR检测证实外源片段已成功导入番茄基因组中。收获转色期后20d左右的完全成熟的番茄果实提取番茄红素进行含量分析,结果显示转基因番茄果实中番茄红素的含量极大的增加了。上述结果表明通过RNAi果实特异性的抑制类胡萝卜素代谢途径中生物合成酶基因的表达能够极大的增加番茄果实中番茄红素的含量。这为通过基因工程手段提高番茄果实中的营养价值提供了参考。     

番茄果实内番茄红素含量的遗传

番茄成熟果实内番茄红素含量,决定了以 它为原料的番茄罐头的红度和质量等级,成为 选育优良罐藏番茄品种的主要质量指标之一。 有关番茄红素含量遗传的研究50多年前就开 始了,迄今已知控制或影响番茄红素含量遗传 的基因达17对以上。如番茄果实基本色素基 因R/,和TI 1[91,果实表皮色素基因YZy [l],抑 制番茄红素合成的杏黄果肉基因ar[71, 9-胡萝 卜素基因B/b及其修饰基因MOB"",可提高 番茄红素含量和胡萝卜素含量的高色素基因 仰。‘,,可增加番茄红素含量但降低胡萝卜素含 量的深红基因ogCu21,可抑制果实成熟的基因 tin N nor-, Nr. gr[8J,以及绿条纹基因gs,无绿果 肩基因“,绿肉基因gf,灰绿基因“g等［弋     

"工程生物"生产抗菌肽的研究

本刊(2005,21(6):905)曾报道“人乳铁蛋白”的开发,并简单分析了“工程生物”应用于生产乳铁蛋白(lactoferrin,Lf)的可能性。已有报道“转基因番茄”用来生产番茄红素(tamatine),番茄红素作为抗氧化剂清除体内自由基的功效较胡萝卜素、维生素E高达400倍,此“工程番茄”的建成以     

β胡萝卜素基因的克隆

以色列Hebrew大学的研究组从一种分裂藻类中分离出编码八氢番茄红素不饱和化酶的基因(pds基因),并成功地克隆和定序.八氢番茄红素不饱和化酶是控制β胡萝卜素生物合成的酶.如果扩增植物中的pds基因,就有可能使β胡萝卜素(作食品添加剂)的产量提高.β胡萝卜素是维生素A的前体,可作抗氧化剂及着色剂使用.将pds基因导入后,可使果实提早着色,所以能获得上市时间长的果实. 利用pds基因,还可以开发对某些抑制八氢番茄红素不饱和化酶的除草剂有抗性的作物.实际上,目前已获得几株抗这种除草剂的变异株.