Пигментные системы фотосинтезирующих организмов

Рис. 3.24. Схема биосинтеза каротиноидов и других полиизопреноидных соединений

В результате конденсации двух молекул  геранилгеранилпирофосфата образуется фитоен — первый интермедиат в  биосинтезе С₄₀-каротиноидов. Молекула фитоена имеет только 3 сопряженных двойных связи. Превращение фитоена в каротин осуществляется путем удаления атомов Н в реакциях десатурации при участии фермента фитоендесатуразы. В результате 4 последовательных реакций дегидрирования фйтоен превращается в ликопин. При замыкании двух иононовых колец в структуре ликопина образуется молекула каротина.

Ксантофиллы образуются путем энзиматического  окисления α- и β-каротина с образованием эпокси-, гидрокси- и кетогрупп. Только лютеин является производным α -каротина, все остальные ксантофиллы —  производные β-каротина. Зеаксантин образуется путем гидроксилирования

 β-каротина. Другие компоненты ксантофиллового цикла синтезируются позже через эпоксидацию зеаксантина.

Механизм регуляции биосинтеза каротиноидов включает действие фотоактивной системы с участием криптохрома. Небольшие количества каротиноидов образуются в темноте, но свет заметно активирует синтез каротиноидов и других соединений, имеющих боковую полиизопреноидную цепь, путем светоиндуцированной экспрессии каротиноидных генов.