یک آنزیم جدید لیکوپن بتا-سیکلاز از گیاه *Crocus sativus* با فعالیت قابل‌مقایسه در بیوسنتز کاروتنوئیدها

لیکوپن سیکلاز (LCY) نقش محوری در شاخه‌بندی تشکیل کاروتن نوع α یا β ایفا می‌کند. در این مطالعه، یک لیکوپن سیکلاز جدید (CsLcyB3) از رونوشت کامل زعفران، منبع طبیعی اصلی کروسین با ارزش اقتصادی بالا، شناسایی شد. تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک نشان داد که CsLcyB3 ویژگی‌های کلاسیک لیکوپن سیکلاز را دارد و 38.85-92.39٪ هویت مشترک با LCYهای عملکردی ثبت شده از C. sativus دارد. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک نشان داد که CsLcyB3 با LCYهای نوع LcyB از گیاهان عالی و جلبک‌ها گروه‌بندی می‌شود که نشان‌دهنده عملکرد آن در چرخه‌سازی لیکوپن برای تشکیل بتاکاروتن است، که با سنجش‌های تکمیلی عملکردی بعدی بیشتر تأیید شد. ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و ساختار سه‌بعدی نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و تلاش شد تفاوت‌های فعالیت کاتالیزوری بین LCYهای مختلف توضیح داده شود. این مطالعه عملکرد CsLcyB3 جدید را تأیید کرد، که درک بیوسنتز کاروتنوئیدها در C. sativus را گسترش می‌دهد و کاندیدای جدیدی برای تولید مهندسی زیستی کاروتنوئیدهای ارزشمند ارائه می‌دهد.

Lycopene cyclase (LCY) plays a central role in branching the formation of α-type or β-type carotene. In this study, a novel lycopene cyclase (CsLcyB3) was identified from the full-length transcriptome of Crocus sativus, the major natural source of crocin with high economic value. Bioinformatic analysis revealed that CsLcyB3 had the classic features of lycopene cyclase and shared 38.85–92.39% identity with recorded functional LCYs from C. sativus. Phylogenetic analysis revealed that CsLcyB3 was grouped with LcyB-type LCYs from higher plants and algae, suggesting its function in cyclizing lycopene to form β-carotene, which was further confirmed by subsequent functional complementation assays. The physicochemical features and 3D structure were also analyzed, attempting to explain the differences in catalytic activity among different LCYs. This study confirmed the function of the novel CsLcyB3, which will expand the understanding of carotenoid biosynthesis in C. sativus and provide a new candidate for the bioengineered production of valuable carotenoids.