Hợp chất Flavonoid trong thực vật có hoa

“Các hợp chất flavonoid là một trong những yếu tố quyết định màu sắc của hoa. Quá trình sinh tổng hợp flavonoid là một quá trình biến dưỡng tổng hợp tự nhiên đã được nghiên cứu một cách rất sâu rộng. Theo đó, hợp chất flavonoid được sinh tổng hợp theo con đường sinh tổng hợp phenylpropanoid, chính là con đường tổng hợp thứ cấp chủ yếu trong tất cả thực vật bật cao. Hầu hết các enzyme cũng như các đoạn gene tương ứng cần thiết cho quá trình trên đều đã được nghiên cứu cụ thể ; ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hợp chất Flavonoid trong thực vật có hoa Hợp chất Flavonoid trong thực vật có hoa“Các hợp chất flavonoid là mộttrong những yếu tố quyết định màusắc của hoa. Quá trình sinh tổnghợp flavonoid là một quá trình biếndưỡng tổng hợp tự nhiên đã đượcnghiên cứu một cách rất sâu rộng.Theo đó, hợp chất flavonoid đượcsinh tổng hợp theo con đường sinhtổng hợp phenylpropanoid, chính làcon đường tổng hợp thứ cấp chủyếu trong tất cả thực vật bật cao.Hầu hết các enzyme cũng như cácđoạn gene tương ứng cần thiết choquá trình trên đều đã được nghiêncứu cụ thể; trong số đó nhiềuprotein đã được tinh thể hóa vàphân tích cấu trúc[1].”Loài người đã bị thu hút bởi màusắc hoa có lẽ một thời gian rất dài,thậm chí trước khi bắt đầu nền vănminh. Nhà triết học đời nhà Tống,Chu Tử khuyên người dân trântrọng “hàng ngàn sắc tím với hàngngàn sắc đỏ từ những đóa hoa mùaxuân”. Hầu hết hàng ngàn sắc đỏ vàsắc tím đó bắt nguồn từ flavonoid,một nhóm sắc tố độc đáo nhưng lànhững sản phẩm vô cùng phổ biếncủa quá trình biến dưỡng thứ cấpqua con đường phenypropanoid.Chức năng chủ yếu của flavonoidtrong hoa là dùng để thu hút côntrùng và các loài động vật khácgiúp cho quá trình thụ phấn chéo[2]. Cấu trúc và sự kết hợp độc đáocủa các flavonoid ở mỗi loài khácnhau tạo nên các quang phổ cực tímvà thông thường được nhìn thấy bởicác loài côn trùng và động vật lớnhơn giúp gia tăng hiệu quả của việcthụ phấn và sự thụ tinh của hoa.Flavonoid trong hoa còn giúpchống lại bức xạ cực tím [3] và cóvai trò như một chất bảo vệ chốnglại mầm bệnh giống như vai trò củachúng ở những cơ quan khác củathực vật. Hơn nữa, trong nghiêncứu của Van der Meer và cộng sựnăm 1992 [4] đã xác định được mộtnhóm các flavonoid đóng vai tròquan trọng trong sự nảy mầm củahạt phấn, từ đó chứng minh nhữngsắc tố này có chức năng vô cùngquan trọng trong vai trò chính yếucủa hoa là sinh sản.Cấu trúc của flavonoids gồm có bộkhung carbon C6-C3-C6 thường cóhai vòng thơm (vòng A và B) vàmột vòng carbon có một nguyên tửoxygen. Sắc tố anthocyannins làmột phân nhóm của flavonoid hiệndiện chủ yếu trong không bào củatế bào thực vật. Dựa vào các nhómOH của vòng B, có ba nhómanthocyanin chính được tìm thấytrong thiên nhiên là pelargonidin,cyanidin và delphinidin. Methylhóa cyanidin và delphinidin tạo rathêm ba nhóm anthocyanin bổ sungnữa là peonidin, petudin vàmalvidin [5].Màu sắc của hoa được xác định bởicác yếu tố trong tế bào cũng nhưcác yếu tố điều khiển sự phân bốtheo thời gian và không gian củacác sắc tố ở cấp độ mô – cơ quanthực vật. Trong các tế bào của cánhhoa, màu sắc được điều hòa bởi ítnhất 6 yếu tố sau:1. Sinh tổng hợp anthocyanin – làyếu tố quan trọng nhất;2. Sinh tổng hợp các sắc tố khácnhư carotenoid và betalain;3. Sự chuyển đổi các phân tửanthocyanin cơ bản trong các quátrình hydro hóa, methyl hóa hoặckết hợp;4. Các sắc tố phụ như flavone vàcác ion kim loại;5. Sự thay đổi của pH trong khôngbào;6. Cấu trúc và đặc tính sinh hóa củacác siêu phân tử sắc tố. Hình 1. Hoa hồng xanh được sản xuất tại công ty Florigene từ việcứng dụng thành tựu của kỹ thuật di truyền trong sắc tố hoa. Hình ảnh sử dụng trong minh họa được sự cho phép từ Tiến sỹ T. Tanaka.Tất cả yếu tố trên đều có khả năngthay đổi cường độ và quang phổcủa màu sắc hoa. Từ những nămđầu của thế kỷ 19 từ khi nhà ditruyền học Gregor Mendel coi màuhoa như là một marker trong các thínghiệm di truyền cổ điển của ông,sự khám phá flavonoid đã đóng góprất to lớn cho sự phát triển của nềnsinh học hiện đại. Ngược lại sựphát triển của sinh học hiện đạicũng giúp các nhà khoa học hiểubiết một cách sâu rộng khoa học ditruyền và sinh hóa của màu sắchoa.Trong bài viết tiếp theo, cơ chếsinh tổng hợp cơ bản flavonoidcũng như điều hòa sinh tổng hợptrên khía cạnh sinh lý hoa sẽ đượctrình bày.Phúc Trường – NQTTài liệu tham khảo1. Oliver Yu O, Matsuno M,Subramanian S, 2006. FlavonoidCompounds in Flowers: Geneticsand Biochemistry. Floriculture,Ornamental and PlantBiotechnology Volume I ©2006Global Science Books, UK.2. Brouillard R, Dangles O, 1993.Flavonoids and flower colour. In:Harborne JB (ed) The Flavonoids:Advances in Research since 1986,London: Chapman & Hall, pp 565-588.3. Dixon RA, Paiva NL, 1995.Stress-induced phenylpropanoidmetabolism. Plant Cell 7, 1085-1097.4. Forkmann G, Heller W, 1999.Biosynthesis of flavonoids. In:Sankawa U (ed) ComprehensiveNatural Products Chemistry,Elsevier, Amsterdam, pp 713-748.5. Van der Meer IM, Stam ME, vanTunen AJ, Mol JNM, StuitjeAR, 1992. Antisense inhibition offlavonoid biosynthesis in petuniaanthers results in male sterility.Plant Cell 4, 253-262. ...