抗酸化物質ベータカロチンの研究

酸化ストレスとは、活性酸素(ros)の産生と保護機構のクリアランスが相殺できない不均衡状態です[1]。適切な量のフリーラジカルは、動物の正常な生活活動を維持するのに役立ちますが、内因性クリアランスシステムが過剰なフリーラジカルを適時に除去できないと、体内で酸化ストレスが発生します[2]。酸化ストレスは免疫機能の低下、慢性炎症、さらには臓器の損傷を引き起こします[3]。それはまた、生産と生殖のパフォーマンスに悪影響を与え、経済効率に深刻な影響を与える可能性があります。ベータカロチンは自然界に豊富に存在し、その生物学的活性のために非常に高い研究価値を持っています。その機能はビタミンaと類似しており、ビタミンaの前駆体である[4]。

It is abundant でgreen to red fruits とvegetables, とthe pure product is のshiny dark red hexahedrにor crystalline powdery substance. To date, more thの600 natural カロチノイド色素have been discovered. β-Carotene has good 抗酸化properties とis a good 抗酸化additive. It can reduce 機関ダメージcaused によって酸化stress によってinhibiting lipid oxidatiにとpromoting the cell'sの抗酸化防御システム[5]。この记事は概観する构造,种类,βソースの新陈代谢-carotene、とその抗酸化作用机序家畜や家禽類およびアプリケーション生産に突入したという。

1βの出所など种类構造-carotene

1.1構成β-carotene

分子式のβの-caroteneは開かれたC40 H56、537ばかりの親類分子量15共役不飽和ダブルボギー、2債券を含みβ両端-ionone指輪があるその構造を図1に示します。

カロチンの構造は、複数の共役のダブル債券、に耐えられるように形成され、複数のシストランス異性体などall-transβ-carotene、9-cisβ-carotene、13-cisβ-caroteneと15-cisβ-carotene。All-transβ-carotene、9-cisβ-carotene、13-cisβ-caroteneと15-cisβ-carotene社会でもあまり知られてとくに自然に多い異性体で、All-transとβ-carotene含まれるバイオアベイラビリティー異性体中が最も多かったということ[6]。

120種類の疑いとβの出所などの-carotene

Beta-carotene can be divided into three main categories based on its source: natural extraction, chemical preparation, とbiosynthesis 【7】. Extracting β-carotenefrom natural plants was one のthe earliest methods のobtaining β-caroteneとplayed a key role in the early extraction のβ-carotene [8]. Natural β-carotene is mainly extracted from fruits とvegetables such as carrots, とmicroalgae such as Dunaliella.

化学合成β-caroteneは使用の前兆と化学構造の似た人物をβ-carotene、合成新β-carotene複数の化学反応を適切な環境です化学公式的に薬局で販売している化学的に合成されたβ「-caroteneは同じ天然β-carotene、すなわち、その化学式合成製品は開かれたC40 H56、の構造が二人は必ずしも全く瓜二つだね。異なる構造を持つカロテノイドは、体内で異なる吸収率、変換率、および溶解度を有し、潜在的で未知の毒性の副作用が存在する。したがって、化学合成β-caroteneは広く[9]昇進されていない。β生方法は主に準備をし-carotene細菌を通じて、酵母など菌類遺伝子組み換えの細菌などがなど糸状菌Blakeslea trispora[10]大腸菌や、遺伝子組み換え菌などの善玉菌。

For β-carotene, different preparation methods can affect the color, isomers, particle size in water dispersion and microstructure のβ-carotene [11]. Natural カロチノイド色素are safer and more effective during use, but they have problems such as complex processes and low biological activity; the structure and content のeach component のchemically prepared β-carotene are different from those のnatural substances, and it is unstable during the synthesis process, which leads to greater functional instability [12]; the 生のβ-carotene has the advantages のa short production cycle and easy cultivation, and it is expected thでlarge-scale production のβ-carotene can be achieved through microbial synthesis. For a detailed comparison of the three extraction methods, see Table 1.

2代谢メカニズムβ-carotene

β-カロチンは、2つのビタミンa分子の構造を持つため、プロビタミンaとしても知られています。負のフィードバック制御機構の存在のために、ベータカロチンは、家畜や家禽の自分の必要に応じてビタミンaに変換され、それによって効果的に家畜や家禽のビタミンaの過剰蓄積の問題を回避する[13]。

ほとんどのβ-carotene生物における多タンパク質複合体の形に存在する。肠するための主な臓器葉巻β-carotene哺乳(ほにゅう)类(14)は、肝臓は主臓器βを格納する家畜の被害-caroteneなって【15]。知られている代謝万鎬(ソ・マンホ)は現在八潮2丁目β-carotene人体内に寄生する。1つは下に起こった対称劈開反応の動作β-carotene-15、15' -monooxygenase (BCMO1)は、今回の反応は主な経路変換β-caroteneビタミンAである。もう一人は非対称劈開反応媒介β-carotene-9'で10' -monooxygenase (BCMO1)。bcm1およびbco2は、体内の肝細胞および粘膜上皮細胞に見られる[14]。

bcmo1は15,15&の化学結合に対して高い選択性を持つ#39;カロテノイドの位置[16]。作用機序は、15、15&で二重結合を切断することである#39;位置β-carotene 2つの分子を形成retinaldehyde(夫)。レティンアルデヒドはアルデヒドデヒドロゲナーゼ(aldh1)またはレチナールデヒドロゲナーゼ(raldh)によってレチノイン酸(ra)に酸化される。関節リウマチは、ビタミンaの活性を反映する重要な代謝物の1つです[17]。一方、レチノアルデヒドは、アルコールデヒドロゲナーゼ(adh)とレチノールデヒドロゲナーゼ(rdh)によってレチノールに還元され、一部はレチノイン酸リガゼ(lrat)とレチノイン酸ヒドロキシラーゼ(reh)によってレチノイン酸にエステル化される[14]。メカニズムを起こさせBCO2の動作は、β-carotene倍以上以外の債券15で取引を破って、15'二重結合βのプロデュース-ionone apocarotenoids。アポカロテノイドはさらに網膜分子に変換することができるが、そのメカニズムは明らかになっていない。体内のエネルギー源のβの代謝過程-caroteneは図2に示すように[18]。

bcmo1には、組織特異的な負のフィードバック制御というユニークな制御機構もある[19]。体が摂取し余分なβ-caroteneまたは内因β-caroteneの範囲を超えて独自の代謝腸内上皮細胞大量のRA分泌を促します。raはbcmo1遺伝子のプロモーター領域のレチノイン酸特異的応答要素(まれ)に結合したレチノイン酸受容体(rar)に結合し、小腸特異的ホメオボックス転写因子(isx)を活性化する[20]。isxはbcmo1遺伝子の発現を抑制し[21]、また高密度リポタンパク質受容体(sr-bi)を介して間接的にbcmo1遺伝子の発現を抑制し[20、22]、過剰なビタミンaの蓄積と中毒の発生を防止する[23]。具体的な処理を図3に示します。

3抗酸化作用機構の動作β-carotene

β-carotene has good antioxidant capacity, which can reduce the production of intracellular lipid oxidation and alleviate oxidative stress [24]. It has been found that β-carotene, as a feed additive, has a significant 効果on the antioxidant and anticancer properties of livestock and poultry. The current stage of research has found that the antioxidant mechanism of β-carotene 5月include the following: ① the double bond structure binds to free radicals, reducing を活動or removing them; ② quenching singlet oxygen through electron transfer; ③ promoting Nrf2 mRNのexpression, which activates Nrf2 expression and promotes the expression of antioxidant enzymes.

3.1フリーラジカルの掃討

β-カロチンは、その多共役ポリエン二重結合によりフリーラジカルを除去する能力を持ち、理想的なフリーラジカルのクエンチャーである[25]。体内の過剰なフリーラジカルは、酸化還元系のバランスを乱し[26]、動物の体内に酸化ストレスを引き起こし、細胞膜を損傷し、タンパク質やdnaに損傷を与え、一連の病気を引き起こす[2]。現在、3反応経路が発見されて、β-carotene活動をなくすしたり低減フリーラジカル:【27】①水素原子転写(帽子)、β_(旧暦)に水素原子下部-caroteneフリーラジカルへ、フリーラジカルを弱めることの酸化効果[28];②過激な付加反応(空軍)、直接カロチノイド色素、反応を行うフリーラジカルと非常に安定するフリーラジカル[日];③は電子を搬送方向へ搬送する搬送機構(etemissionstrading)、でヒドロキシグループが活性化されβの影響-carotene、水素移転を推進の過酸化過激[31]。王英ら[32]β抽出-carotene発酵からTrichophora brasiliensisフリーラジカルを率を測定した。その結果、、同じ温度で濃度が高いほどβ-carotene、実体の付加の抗酸化作用が強くなるのを知っているyuan leiらは、dpph法、サリチル酸法、ヒドロキノン自動酸化法を用いて、4つの類似しているが異なるカロテノイドがフリーラジカルを除去する能力を決定した[33]。分析結果βは、-caroteneにはフリーラジカルを低減させる、またはなくす目的に能力がある。

3.2. 焼入れ単線を形成する酸素

その一粒だけは実験的に証明されβの分子-caroteneで、1000人余りを退治できる単線を形成する酸素分子[34]。βから-caroteneはに非常に似てるトマトの红素電子表と同系の配置可能性がβ-carotene酸素の必要量癒単線を形成するされた電子交流エネルギー伝達は、できすなわち、β由来の電子-caroteneから電子及び互いに単線を形成する酸素の交流個吸収β-carotene正反対の回転方向(35)が確認されていない。量子化β関係を観测する-caroteneと単線を形成する酸素単一戻すとすなわち、1 ~ 2βの減少-caroteneコンプレックスの数を大幅に増やす方針は、単線を形成する酸素のTelferらβ断定-caroteneが効果として単線を形成する酸素のquencher[36]。

3.3抗酸化酵素の発現の促進

β-カロチンは、抗酸化酵素が機能する過程を促進する非酵素的抗酸化物質の一種である[37]。keap1- nrf2 - are経路は、細胞の酸化ストレスに抵抗するために近年注目されている重要な経路です。nrf2は、このシグナル伝達経路を活性化するスイッチとして機能する[38]。nrf2濃度は、体内で酸化ストレスを受けると低下する[39]。β-Carotene upregulatoryの効果がある相対Nrf2の表現mRNA。βの作用機構-carotene Nrf2を起動させるかもしれない抗酸化物質として作用し、表现を増加させ「阿姨洗スイッチ」酵素遺伝子[40]抗酸化物質が含まれてる。はら[37]実証されたことはβ-carotene運動の活動家や抗酸化作用がある酵素を変えることができglutathione-S-transferaseβ分析によって-carotene nano-dispersions。Sowmyaら[41]孤立β-caroteneほうれん草からβ-caroteneて抗酸化作用に対しても同じさをいやらしい表現乳ガン細胞を抗酸化作用があるマーカーたんぱく質(MCF-7)βのの抗がん活動に、さらに説明-carotene。

4アプリケーションβ-carotene&#家畜や経済的な動物の生産における39の抗酸化特性

In actual production, the antioxidant properties of β-carotene are mainly used to improve animal immunity, improve meat quality, improve growth and production performance, and alleviate the harm of lung and respiratory tract damage and damage to other organs [42]. In addition, β-carotene is non-genotoxic and is recognized as a non-toxic, safe, and nutritious feed additive. When the external environment changes rapidly or when animals are in a special physiological condition, such as pregnancy, they are prone to a series of stress reactions such as oxidative stress. Oxidative stress can cause livestock and poultry to eat less, have decreased resistance, induce various inflammations, and even die, causing certain economic losses to the aquaculture industry. Zhang Xianglun et アル[43] added β-carotene to the diet of beef cattle, and found that the total antioxidant capacity, glutathione content, and total superoxide dismutase activity in the serum of the test cattle were significantly increased, and the malondialdehyde content was reduced, which proved that β-carotene as a feed additive can significantly improve the antioxidant function of beef cattle. When treating bovine infectious keratitis, the therapeutic effect can be significantly improved によってsupplementing the diet とgreen forage high in carotene content [44].

Pre-treating porcine intestinal epithelial cells (IPEC-J2) とdifferent ドースof β-carotene (25, 50, 100, 150, 200 μmol/L) was found to stimulate an inflammatory response, with the highest cell viability and transmembrane resistance in the treatment group. indicating that β-carotene has the special effect of enhancing the communication between intestinal cells and reducing intestinal damage, and plays a role in maintaining the intestinal health of livestock and poultry [45]. The antioxidant properties of β-carotene, its ability to enhance the body' s免疫両国間の格差jctを強化する細胞は理由の一つβ-caroteneはanti-tumor捜査官なものとして広く認められている。これまでの濃度としてβ-caroteneが増え、脂質大きくperoxidation上昇率は、抑圧量(46)。β-carotene適合するように変わることを脂質セル膜では、とダメージ癒フリーラジカルを引き起こす前に身をさらすことで、身も中心的な役割を場となって质膜脂质[41]を保護している。

Bi楡林ら[47]付加水準別βの給肉牛も量的にも測定を-caroteneだため血清グルタチオンの(GSH)と血清に関する濃度malondialdehyde (MDA)。追加したレベルβ-carotene増え、測定された指標が大きな線形および2次変化見せ証明β-carotene大きな影响が抗酸化机能、入れ替え、生理的な数値指標、品质の肉。王博[47]窒息発見β-caroteneです大幅短縮は当分に発情乳牛崩壊後、例えば、発情を促进し、受胎率を引き上げる代案牛乳の質を高めるだけでなく、落ちぶれのリスクを減らし乳牛で病死している。Elomdaら。そのretinol[49]検証、分解品β-carotene、能力が胚体外中文化を知らしめる兎の胚。

5概要

-クリプトキサンチンとして、β-carotene抗酸化力だけでなくbody&体質を変え#39の免疫は、糖脂質代謝を調節するか、がんの予防に一定の役割を果たすことができる飼料添加物、天然着色剤として使用される。また、家畜や家禽の正常な成長と再生を維持する上で重要な役割を果たしています。吸収に関する研究成果を備蓄すると新陈代谢や生物活動のβ-carotene観測スポット争点に浮上してこの段階では、比較的優れた成果を収めた。しかし、が必要な課題が依然として多いより踏み込んだ研究と探査技術などの人工合成する。の手続きβ-carotene、の育成と繁殖をハイリスク・ハイリターンβ酵母-caroteneされた株、などまた、βの潜在生物活動-carotene量を追加するも、探索飼料にする対象の余地が。

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