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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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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        食物中缺乏維生素A是全世界健康問(wèn)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(guó)家尤其如此，兒童可能因營(yíng)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(qiáng)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(yíng)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(zhǎng)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(gè)前體之一是八氫番茄紅素，它是無(wú)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(shuō)，在這些封閉的細(xì)胞區(qū)室的外層，參與許多過(guò)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(gè)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(shí)驗(yàn)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(jī)制有關(guān)。為了實(shí)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(guò)X射線衍射實(shí)驗(yàn)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(shí)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(gè)中間類胡蘿卜素階段。在這個(gè)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(gè)旁邊的另一個(gè)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(guò)相同的隧道進(jìn)入酶并吸收多余的電子，從而為下一個(gè)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(lái)，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(jī)制。然而，由于各種酶復(fù)合物的復(fù)雜組成以及它們?cè)谥参锛?xì)胞中的數(shù)量相對(duì)較少，這已被證明是困難的。來(lái)自弗萊堡大學(xué)的研究人員能夠使用一種專業(yè)來(lái)闡明PDS酶的結(jié)構(gòu)：他們?cè)赑DS分離過(guò)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(zhǎng)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(shí)對(duì)于研究人員在將來(lái)開發(fā)新藥時(shí)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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