类胡萝卜素酮化酶
类胡萝卜素酮化酶能够在末端环C4位置添加酮基，虽然催化反应单一，但是酮化酶种类繁多。目前，已知的类胡萝卜素酮化酶一共有6类，分别为
| 类胡萝卜素酮化酶 | 所属生物 | 分类 | | | ----------- | ---- | ------------ | -------------------------------------------------------------------------------- | | CrtW | 海洋细菌 | 膜脂肪酸去饱和酶超家族 | 具有专一的酮化酶活性，直接在β-紫罗兰酮环C4位置添加一个酮基。 | | CrtO | 微藻 | 膜脂肪酸去饱和酶超家族 | 具有专一的酮化酶活性，直接在β-紫罗兰酮环C4位置添加一个酮基。 | | [[CYP2J19]] | 鸟、龟 | | 具有专一的酮化酶活性，直接在β-紫罗兰酮环C4位置添加一个酮基。 | | CrtS | 红酵母 | CYP3A家族 | 先在C4位置进行双羟基化，再在C3位置进行一次羟基化，合成3-羟基，4-酮基类胡萝卜素；某些情况下产生缺少羟基的4-酮基类胡萝卜素(如[[海胆酮（echinenone）]]和角黄素)。 | | [[CYP3A80]] | 两栖类 | CYP3A家族；P450 | | | CYP384A1 | 叶螨 | CYP3A家族 | | | 哺乳类的CYP3A | 哺乳类 | CYP3A家族 | 在视黄酸和视黄酰酚胺(视黄酸的衍生物)β-紫罗兰酮环的C4位置引入酮基团。 | | P450羟化酶 | 桡足类 | P450 | |
• CYP3A家族：具有类胡萝卜素C4-酮化酶/C3-羟化酶的活性，可以单独催化形成3-羟基，4-酮基类胡萝卜素。
• 膜脂肪酸去饱和酶超家族：具有一个较大的疏水区，至少跨膜两次，有3个保守[[C6：组氨酸（His，histidine ）]]基序，共含有8个[[C6：组氨酸（His，histidine ）]]残基。该家族成员含有铁离子但不含血红素，组氨酸残基作为铁离子的配体是催化的必需残基。
合成3-羟基，4-酮基类胡萝卜素(如金盏花红素、[[虾青素（astaxanthin）]]和3-羟基海胆酮)时需要羟化酶和酮化酶共同作用，分别在C3羟基化和C4酮基化。
红酵母、叶螨和西拉毒蛙(Ranitomeya sirensis)中的酮化类胡萝卜素谱一致，这表明CYP3A的酮化/羟化的双重功能是保守的。
线粒体内膜泛醌合成酶
经RNA测序、定量PCR和原位杂交等试验表明，[[CYP2J19]]和[[CYP3A80]]存在于肝细胞线粒体内膜，且内膜富集有高浓度的红色类胡萝卜素，这表明线粒体尤其是线粒体内膜负责进行类胡萝卜素氧化。基于此，Hill等提出了线粒体内膜氧化类胡萝卜素的假说。由于酮化类胡萝卜素和泛醌分子结构上的高度类似，该假说认为类胡萝卜素的氧化与[[泛醌（UQ）]]的生物合成共用了相同的催化机制和酶系。
从头合成类胡萝卜素的生物也通过[[C2：乙酰CoA（Acetyl-CoA）]]合成多烯链，与[[泛醌（UQ）]]的合成途径相同。
Cotingin是从庞帕杜伞鸟(Xipholena punicea)羽毛中分离而来的类胡萝卜素。与[[虾青素（astaxanthin）]]同为仅有的两种最高氧化形态的类胡萝卜素，这两种类胡萝卜素端环C6-C5-C4-C3结构与UQ非常类似。UQ端环的这些位置是其与合成酶的结合位点，故[[虾青素（astaxanthin）]]可与UQ合成酶发生相互作用。许多细菌的类胡萝卜素羟化酶CrtD与UQ生物合成的羟化酶Coq6同源，这表明类胡萝卜素和UQ具有相似的分子构象。
参与UQ端环羟化的酶共有Coq6、Coq7和Coq？(未知的羟化酶)3种羟化酶。Coq7在C5催化，说明其不是类胡萝卜素羟基化酶。Coq6和Coq？的催化位置在C4，说明这两种酶可能参与了类胡萝卜素的羟化。苯基芳香羟化酶有多种起源，分属不同的酶家族，包括P450家族和膜脂肪酸去饱和酶家族，这两个酶家族都通过去除氢原子进行芳香环羟基化。
C4酮化物可能与线粒体膜发生相互作用或经脂质转运体从线粒体中逸出。离开线粒体的类胡萝卜素进入分泌系统，并进行脂化或进入新生成的VLDL颗粒。电子传递链中[[复合体I：NADH脱氢酶（NADH dehydrogenase）]]和[[复合体III：细胞色素还原酶]]之间存在UQ的底物通道。因此，[[虾青素（astaxanthin）]]转变为Pompadourin后可以被转运出线粒体内膜，或者沿着[[还原型辅酶Q（UQH2）]]的通道转移至[[复合体III：细胞色素还原酶]]的Q0结合位点。
目前，除[[CYP2J19]]和[[CYP3A80]]外，其他参与类胡萝卜素代谢的基因鲜有报道。但众多类胡萝卜素呈色的动物为基因鉴定提供了便利。高通量基因组测序可比较不同种属或不同体色表型个体间的QTL(quantitative trait loci，数量性状座位)，以此来定位体色表型的基因座位；或通过比较同一个体不同颜色表皮的转录组来筛选候选基因。