類胡蘿卜素（carotenoid）是一類有機色素，被發現存在于植物的葉綠體、一些光合作用的藻類，某些類型的細菌和真菌。胡蘿卜素屬于四萜烯有機分子色素。目前已知的類胡蘿卜素超過600種，可分為兩大類分別是分子中含氧原子的葉黃素類和不含氧原子只含碳氫的胡蘿卜素類。
 

類胡蘿卜素一般吸收藍光。在植物與藻類中有兩大關鍵作用: 吸收光能用于光合作用和保護葉綠素不受光氧化損害。對于人體來說，β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素和β-隱黃質這4種類胡蘿卜素具有維生素A活性（即它們可以轉化為視黃醛）。這4種以及其它類胡蘿卜素也可用作抗氧化。在眼睛中特定的類胡蘿卜素（葉黃素與玉米黃質）可以直接吸收有害的藍色與近紫外光線，保護黃斑，也就是眼睛具有最清晰視力的部分。膳食中富含來自天然食物的類胡蘿卜素，有益于人體健康，并對于很多臨床疾病可以降低死亡率。
 

類胡蘿卜素及其氧化和酶促裂解產物（稱為類胡蘿卜素）對于植物的各種生物過程至關重要，例如光系統的組裝和光合作用和光保護的光收集天線復合物，以及生長和發育的調控。類胡蘿卜素衍生自兩種異戊二烯異構體，即異戊烯基二磷酸酯（IPP）及其烯丙基異構體二甲基烯丙基二磷酸酯（DMAPP）。這些類異戊二烯前體也衍生出多種化合物，包括生育酚，葉綠素，葉綠體醌，赤霉素（GA），單萜和質體醌。α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素被進一步羥基化以產生葉黃素（例如葉黃素和玉米黃質），它們是植物光系統中的主要類胡蘿卜素色素。
 

光合作用不可避免地產生高反應性的中間體和副產物，對光合作用裝置造成氧化性損害，并降低了光合作用的效率。光合生物已經進化出各種光保護機制來應對光的破壞作用。許多抗氧化劑化合物，如類胡蘿卜素，生育酚，抗壞血酸，谷胱甘肽和抗氧化酶（超氧化物歧化酶和抗壞血酸過氧化物酶）可減輕這些反應性分子的生成，尤其是減少活性氧（ROS）的產生。除了作為光保護劑和抗氧化劑的基本功能外，類胡蘿卜素還起到氧化應激作用ROS氧化后的“傳感器”和“信號”。
 

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