For nylig har alge- og algebioteknologiteamet ved Institut for Oceanologi ved det kinesiske videnskabsakademi gjort fremskridt i udviklingen af astaxanthin-ressourcer fra rød chlorella. Det blev fundet, at mange ikke-fotoafhængige metaboliske veje, såsom anaerob respiratorisk glykolyse (EMP), aerob respiratorisk tricarboxylsyrecyklus (TCA), pentosephosphatvej (PPP) og alternativ oxidasevej for mitokondriel respiration (AOX), har vigtige regulatoriske virkninger på astaxanthin syntese og akkumulering. Resultaterne blev offentliggjort i tre forskningsartikler i Bioresource Technology.
Astaxanthin er knaldrødt, har meget stærk farve, antioxidantkapacitet og en række biologiske funktioner og har en bred anvendelsesmuligheder inden for ernæring og helsekost, medicin og kosmetik.Erythrochlorella er en slags encellede grønalger rig på astaxanthin, og det er også den bedste biologiske ressource til at producere naturligt astaxanthin i verden. Det blev tidligere antaget, at astaxanthin biosyntese hovedsageligt blev drevet af stærkt lys og induceret af næringsstofmangel. De fleste af undersøgelserne i ind- og udland fokuserede på fotoafhængige anabolske processer (såsom fotosyntese, fotobeskyttelse og cellevækst), og der blev kun lagt lidt opmærksomhed på nedbrydning og konsumerende respiration. Selv i de senere år var kun fotoafhængig fotorespiration og chloroplastrespiration involveret, mens rollen som ikke-fotoafhængig respiratorisk metabolisk vej i astaxanthinsyntese og akkumulering i S. novosa sjældent blev rapporteret.
Holdet fandt og bekræftede, at flere ikke-fotoafhængige respiratoriske metaboliske veje effektivt kan regulere astaxanthinsyntese og -akkumulering. Undersøgelse fandt, at alternativ oxidase måde af mitokondriel respiratorisk aktivitet og røde fundet astaxanthin akkumulering var signifikant negativ korrelation, når efter den foreslåede tilgang er begrænset, er tæt forbundet med respiration i midten af metabolitten pyrodruesyre og glyceraldehyd 3 fosforsyre indhold var signifikant forbedret , samtidig fremme dannelsen af NADPH-energimateriale og stimulere akkumuleringen af reaktive oxygenarter, således kunne astaxanthinsyntese fremmes. Det foreslås, at regulering af respiration kan fremme astaxanthin biosyntese og akkumulering.
Derudover bekræftede vi yderligere, at TCA-cyklussen, det centrale omdrejningspunkt for energimetabolisme i ikke-fotoafhængig respiration, kan give kulstofskelet til astaxanthinsyntese og fremme astaxanthinakkumulering i celler hovedsageligt ved at tilføje mellemliggende respirationsmetabolitter. Dens reguleringsmekanisme er som følger: Mellemmetabolitter fumarsyre kan forbedre respiratorisk metabolisme af EMP, TCA og PPP tre hovedveje, gør pyrodruesyre og glyceraldehyd 3 fosforsyre niveauer øget betydeligt, på den ene side, ved at fremme astaxanthin syntese precursor af isoamylenpyrophosphat, fremmer direkte syntesen af astaxanthin, på den anden side fremmer også syntesen af fedtsyrer, hvilket fremskynder astaxanthin-esterificeringsprocessen, fremmer indirekte astaxanthinsyntese. Oxaloacetat, en anden metabolit af TCA-cyklus, kan direkte fremme astaxanthinsyntese ved at øge substrat- og NADPH-niveauer. Sammenlignet med fumarsyre har oxaloeddikesyre en hurtigere og mere signifikant fremmende effekt, hovedsageligt på grund af dens mere effektive transmembranmekanisme.
Resultaterne forbedrer det røde fundne astaxanthin-skalaudviklingssystem for grundlæggende teori og udviklingsteknologi, vil hjælpe med at forbedre bioreaktoren baseret på cellecyklusregulering og store lukkede lette bygningsteknologier såsom rødfundet udviklingstilstand, gøre plantecellefotosyntetiske planter mere effektiv drift, fremme industriens udviklingsniveau for ascension. Samtidig kan forskningsresultaterne bruges som reference til forskning og ressourceudvikling af sekundære metabolitter som caroten fra andre mikroalger.
