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      關(guān)于水稻中維生素A的途徑
      
			
      
				2018-12-25 09:34:30
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      食物中缺乏維生素A是全世界健康問題的主要原因，可導(dǎo)致失明甚至死亡。在門檻或第三世界國家尤其如此，兒童可能因營養(yǎng)不良而缺乏維生素A或其前體β-胡蘿卜素。在它們的許多功能中，類胡蘿卜素負(fù)責(zé)甘薯的鮮橙色以及它們的同名胡蘿卜。由于其強烈的顏色，β-胡蘿卜素在食品工業(yè)中用于軟飲料，酸奶和其他食品，被稱為食品著色E160。水稻是亞洲最重要的基本營養(yǎng)素，其果仁中沒有β-胡蘿卜素，但水稻葉片中含有類胡蘿卜素。這些長的脂溶性色素不僅在植物中用于光合作用，
      

      關(guān)于水稻中維生素A的途徑
      

      β-胡蘿卜素的第一個前體之一是八氫番茄紅素，它是無色的，不溶于水，可以在質(zhì)體細(xì)胞器的脂質(zhì)雙層中找到 - 換句話說，在這些封閉的細(xì)胞區(qū)室的外層，參與許多過程包括光合作用。在這里，酶八氫番茄紅素去飽和酶(PDS)將八氫番茄紅素轉(zhuǎn)化為下一個合成中間體，其已經(jīng)具有淡黃色。生物學(xué)系Peter Beyer教授和弗萊堡大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院Oliver Einsle教授實驗室的研究人員成功闡明了水稻中八氫番茄紅素去飽和酶的三維結(jié)構(gòu)。與八氫番茄紅素轉(zhuǎn)化機制有關(guān)。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，Sandra Gemmecker博士和Anton Brausemann不得不分離出高純度的酶并使其結(jié)晶，因此他們可以通過X射線衍射實驗獲得三維結(jié)構(gòu)圖像。然后他們發(fā)現(xiàn)PDS部分浸沒在脂質(zhì)雙層中質(zhì)體細(xì)胞器包含疏水隧道，通向其內(nèi)部。當(dāng)八氫番茄紅素分子進(jìn)入該隧道并到達(dá)酶的反應(yīng)中心時催化作用開始，其中一半的八氫番茄紅素分子轉(zhuǎn)化為下一個中間類胡蘿卜素階段。在這個中間產(chǎn)品以與它相同的方式離開隧道后，它進(jìn)入第一個旁邊的另一個PDS酶，在那里完全轉(zhuǎn)化。稱為醌的輔助分子然后再生酶。醌通過相同的隧道進(jìn)入酶并吸收多余的電子，從而為下一個反應(yīng)循環(huán)制備酶。
      

      如果植物中的PDS酶不能正常發(fā)揮作用，例如由于與除草劑的反應(yīng)，則植物的幼苗變得蒼白而發(fā)白而不是綠色，并且植物在幾天內(nèi)死亡。自二十世紀(jì)初以來，世界各地的科學(xué)家一直致力于揭示胡蘿卜素合成的確切機制。然而，由于各種酶復(fù)合物的復(fù)雜組成以及它們在植物細(xì)胞中的數(shù)量相對較少，這已被證明是困難的。來自弗萊堡大學(xué)的研究人員能夠使用一種專業(yè)來闡明PDS酶的結(jié)構(gòu)：他們在PDS分離過程中添加了一種去甲腎上腺素，一種在20世紀(jì)70年代開發(fā)的除草劑。由于norflurazon的存在，PDS被停用，因此生長的植物不再可用，導(dǎo)致它漂白和死亡。因此，在研究這種漂白除草劑在酶中的位置和方向的知識對于研究人員在將來開發(fā)新藥時是有用的?，F(xiàn)在還可以誘導(dǎo)酶序列的特定變化，并使用生物技術(shù)程序使作物優(yōu)于雜草。
      
			

			
        
      
			
      
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