Karotenoidler bitkilerde ve bazı diğer fotosentetik mikroorganizmalarda (yosunlar, bazı mantarlar ve bazı bakterilerde) bulunan pigmentlerdir.
Altı yüzün üzerinde bilinen karotenoid vardır; ksantofiller ve karotenler olarak iki sınıfa ayrılırlar.
Özellikleri
Karotenoidler, tetraterpenoidlerin bir kategorisidir. Yapısal olarak polien zincirlerden oluşurlar\ bunlar bazen halkalar ile sonlanabilir. Oksijen atomu bulunduranlar (lutein ve zeaksantin gibi) ksantofiller olarak adlandırılırlar. Oksijensiz karotenoidler (alfa kartoten, beta karoten ve likopen gibi). Karotenoidlerin en iyi bilineni kuşkusuz havuçlarda bulunan karotendir.
Açık sarıdan parlak turuncu ve kırmızıya kadar değişen renkleri kimyasal yapılarına bağlıdır. Ksantofiller genelde sarıdırlar, karbon-karbon çift bağları konjugasyon ile birbiriyle etkileşir, böylece moleküldeki elektronlar bu bölgelede serbestçe dolaşabilirler. Çift bağların sayısı arttıkça bu konjuge sistemlerdeki elektronların daha fazla hareket serbestisi olur ve seviyelerini değiştirmek için daha az enerjiye gerek duyarlar. Böylece molekül tarafından soğrulan ışığın enerjisi azalır. Görünür spektrumun mavi kısmından daha fazla enerji soğuruldukça bu bileşiklerin renkleri de kırmızılaşır.
Fotosentetik sistemlerde karotenoidler fotosentetik tepkime merkezinde önemli bir rol oynarlar. Ya enerji transferine katılırlar, ya da reaksiyon merkezini oto-oksidasyondan korurlar. Fotosentez yapmayan organizmalarda karotenoidlerin oksidasyondan koruma mekanzimalarıyla ilişkilidirler.
Proteinlerde karotenoidlerin yerleşimi. Sol: Siyanobakteri fotosistem I'de karotenoidler dışta (turuncu) Şablon:PDB. Sağ: Rodopsin'de retinal protein içine gömülüdür (pembe) Şablon:PDB.
Proteinlerde karotenoidlerin yerleşimi. Sol: Siyanobakteri fotosistem I'de karotenoidler dışta (turuncu) Şablon:PDB. Sağ: Rodopsin'de retinal protein içine gömülüdür (pembe) Şablon:PDB.
Karotenoidlerin pek çok fizyolojik işlevi vardır. Yapıları gereği serbest radikalleri etkili bir şekilde bertaraf ederler ve bağışıklık sistemini güçlendirirler. Epidemiyolojik çalışmalarda diyetinde ve kan plazmasında yüksek oranda beta-karoten bulunan kişilerde akciğer kanser riskinin anlamlı derecede azaldığı bulunmuştur. Öte yandan sigara kullananaların yüksek dozda beta-karoten kullanmasının kanser riski artırdığı bulunmuştur. Bir olasılıkla aşırı miktarda beta-karotenin yıkım ürünleri plazmadaki A vitaminini azaltıp, sigara dumanının neden olduğu akciğer hücrelerindeki çoğalmayı kötüleştirmektedir.
Hayvanlar karotenoidleri sentezleyemezler ve onları beslenme yoluyla elde etmek zorundadırlar. Buna rağmen bu bileşikler yaygın olarak ve genelde gösteriş amaçlı kullanılırlar. Örneğin, flamingo ve somon balıklarının pembe renkleri, istakozların kırmızı renkleri karotenoidlere bağlıdır. Karotenoidler gösteriş amaçlı kullanıllırlar çünkü, onların fizyolojik ve kimyasal özellikleri göz önüne alınırsa, bireysel sağlığın samimi bir göstergesidirler ve hayvanlarin kendilerine potansiyel eş bulmalarına yarar.
En yaygın karotenoidler likopen ve A vitamininin öncülü olan β-karotendir. Bitkilerde ksantofil lutein en bol karotenoiddir. Bitkilerin yapraklarında bulunan lutein ve diğer karotenoidler bariz değillerdir çünkü klofofil gibi diğer pigmentler tarafından maskelenirler.
Aroma kimyasalları Karotenoid yıkım ürünlerinden iyononlar, damaskonlar ve damaskenonlar, parfüm endüstrisinde yaygın olarak kullanılan kokulu maddelerdir. Hem beta-damaskenon ve beta-iyonon çiçeklerin kokusuna katkıda bulunan başlıca bileşiklerdir. Siyah çay, eski tütün, üzüm ve çoğu meyvedeki tatlı çiçek kokuları karotenoid yıkımı sonucu oluşan aromatık bileşikledir.
