3D结构
CC1=C(C(C[C@@H](C1)O)(C)C)/C=C/C(=C/C=C/C(=C/C=C/C=C(\C)/C=C/C=C(\C)/C#CC2=C(C[C@H](CC2(C)C)O)C)/C)/C概述
硅藻黄素(diatoxanthin,硅藻黄质)是一种含氧[[0. 类胡萝卜素]](xanthophyll),属于叶黄素类色素。分子式为 $\text{C}_{40}\text{H}_{56}\text{O}_2$,结构特征是在 β-胡萝卜素骨架的 3 和 3' 位各含一个羟基,且含有一个乙炔键(C≡C,炔烯类)。硅藻黄素广泛存在于硅藻(diatom)、甲藻和褐藻等藻类中,是这些藻类特征性的光保护色素。
光保护功能(叶黄素循环)
硅藻黄素在藻类的叶黄素循环(xanthophyll cycle)中发挥核心的光保护功能。硅藻中的叶黄素循环不同于高等植物的紫黄质循环,其过程为:
$\text{硅藻素(diadinoxanthin)} \xrightleftharpoons[\text{暗/低光}]{\text{强光}} \text{硅藻黄素(diatoxanthin)}$
在强光条件下,硅藻素脱环氧化酶将硅藻素(含环氧基)转化为硅藻黄素(去环氧化形式)。硅藻黄素通过非光化学猝灭(NPQ)机制,将过剩的激发能以热能形式安全耗散,保护[[0. 光合作用(Photosynthesis)(整理中)]]反应中心和[[0. 叶绿素]]免受光氧化损伤。
在水族生态中的意义
硅藻是水族缸和自然水体中常见的初级生产者。硅藻褐色外观的主要色素组成为[[0. 叶绿素]] a/c 加上[[岩藻黄素(fucoxanthin,岩藻黄质,墨角藻黄素)]]和硅藻素/[[硅藻黄素(diatoxanthin,硅藻黄质)]]。在水族养殖中:
• 硅藻是幼鱼和滤食性生物的优质饵料
• 硅藻形成的[[0. 生物被膜(生物膜,biofilm)]]为硝化细菌提供附着基质
• 硅藻黄素含量可作为评估藻类光胁迫程度的生化指标
参考资料
• Takaichi, *Carotenoids in Algae*, Marine Drugs, 2011
• Jeffrey & Vesk, *Phytoplankton Pigments in Oceanography*