Lycopene 經由下列何種反應後，形成β-carotene？
詳細解析
本題觀念
本題考類胡蘿蔔素（carotenoid）生合成時的骨架變化。Lycopene 是一條兩端未成環的 acyclic carotenoid；β-carotene 則具有兩個 β-ionone ring，因此兩者的差異重點不是增加甲基、羥基或脫水，而是把 lycopene 的兩端轉為環狀結構。植物中的 lycopene β-cyclase（LCYB，亦可稱 CrtY）會催化這項成環反應，將 lycopene 轉成具有雙環骨架的 β-carotene。
記憶這條路徑時，可先看「無環」到「雙環」的結構變化，再判斷反應名稱。β-carotene 後續還能經 hydroxylation 形成 zeaxanthin 等含氧類胡蘿蔔素，但那是成環完成後的下一階段，不是本題的直接轉換。
選項分析
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A. methylation：錯。 Methylation 是在分子上加入甲基的修飾反應，主要改變取代基，不會說明 lycopene 兩端各形成 β-ionone ring 的關鍵骨架變化。因此不是 lycopene 轉成 β-carotene 的反應名稱。
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B. cyclization：對。 Cyclization 是成環反應。Lycopene β-cyclase 作用於 lycopene 的兩端，使末端形成 β-ionone rings；兩端都完成成環後，產物就是具雙環結構的 β-carotene。
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C. hydroxylation：錯。 Hydroxylation 是加入羥基的氧化反應。在類胡蘿蔔素路徑中，β-carotene 可再被 hydroxylation 形成 zeaxanthin 等 xanthophyll；它不是 lycopene 直接形成 β-carotene 的步驟。
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D. dehydration：錯。 Dehydration 是移除水分子，常用於特定官能基或不飽和鍵的形成，但不能描述 lycopene 兩端建立 β-ionone ring 的反應。題目給的轉換由專一性的 cyclase 催化成環完成。
答案解析
先比較兩個分子的骨架：lycopene 是無環的長鏈 tetraterpene carotenoid，β-carotene 則在兩端各有一個 β-ionone ring。從無環到雙環，核心結構改變就是兩次成環；植物的 lycopene β-cyclase 負責這個步驟。
Methylation、hydroxylation 與 dehydration 分別代表甲基化、羥基化與脫水，均不能直接解釋兩端環狀骨架的建立。尤其 hydroxylation 是 β-carotene 生成 zeaxanthin 等 xanthophyll 時才會想到的後續反應。依此判斷，答案為 B. cyclization。
核心知識點
- Lycopene：無環的 carotenoid，屬 β-carotene 的生合成中間物。
- Lycopene β-cyclase（LCYB／CrtY）：催化 lycopene 兩端成環。
- β-carotene：具有兩個 β-ionone ring 的雙環 carotene。
- Hydroxylation：在 carotene 骨架上加入羥基，例如 β-carotene 可轉為 zeaxanthin，屬後續含氧化反應。
- 判斷生合成反應時，先比較前後分子的官能基與環狀骨架，再對應 methylation、cyclization、hydroxylation 或 dehydration 等反應名稱。