类胡萝卜素（carotenoid）是一类有机色素，被发现存在于植物的叶绿体、一些光合作用的藻类，某些类型的细菌和真菌。胡萝卜素属于四萜烯有机分子色素。目前已知的类胡萝卜素超过600种，可分为两大类分别是分子中含氧原子的叶黄素类和不含氧原子只含碳氢的胡萝卜素类。

类胡萝卜素一般吸收蓝光。在植物与藻类中有两大关键作用: 吸收光能用于光合作用和保护叶绿素不受光氧化损害。对于人体来说，β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、γ-胡萝卜素和β-隐黄质这4种类胡萝卜素具有维生素A活性（即它们可以转化为视黄醛）。这4种以及其它类胡萝卜素也可用作抗氧化。在眼睛中特定的类胡萝卜素（叶黄素与玉米黄质）可以直接吸收有害的蓝色与近紫外光线，保护黄斑，也就是眼睛具有最清晰视力的部分。膳食中富含来自天然食物的类胡萝卜素，有益于人体健康，并对于很多临床疾病可以降低死亡率。

类胡萝卜素及其氧化和酶促裂解产物（称为类胡萝卜素）对于植物的各种生物过程至关重要，例如光系统的组装和光合作用和光保护的光收集天线复合物，以及生长和发育的调控。类胡萝卜素衍生自两种异戊二烯异构体，即异戊烯基二***（IPP）及其烯丙基异构体二甲基烯丙基二***（DMAPP）。这些类异戊二烯前体也衍生出多种化合物，包括生育酚，叶绿素，叶绿体醌，赤霉素（GA），单萜和质体醌。α-胡萝卜素和β-胡萝卜素被进一步羟基化以产生叶黄素（例如叶黄素和玉米黄质），它们是植物光系统中的主要类胡萝卜素色素。

光合作用不可避免地产生高反应性的中间体和副产物，对光合作用装置造成氧化性损害，并降低了光合作用的效率。光合生物已经进化出各种光保护机制来应对光的破坏作用。许多抗氧化剂化合物，如类胡萝卜素，生育酚，抗坏血酸，谷胱甘肽和抗氧化酶（超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶）可减轻这些反应性分子的生成，尤其是减少活性氧（ROS）的产生。除了作为光保护剂和抗氧化剂的基本功能外，类胡萝卜素还起到氧化应激作用ROS氧化后的“传感器”和“信号”。

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