Recentment, l'equip de biotecnologia d'algues i algues de l'Institut d'Oceanologia de l'Acadèmia Xinesa de Ciències ha avançat en el desenvolupament de recursos d'astaxantina a partir de la clorella vermella. Es va trobar que moltes vies metabòliques no fotodependents, com la glucòlisi respiratòria anaeròbica (EMP), el cicle respiratori aeròbic de l'àcid tricarboxílic (TCA), la via de la pentosa fosfat (PPP) i la via alterna de la respiració mitocondrial (AOX), tenen efectes reguladors importants sobre síntesi i acumulació d'astaxantina. Els resultats es van publicar en tres articles de recerca a Bioresource Technology.
L'astaxantina és de color vermell brillant, té un color molt fort, una capacitat antioxidant i una varietat de funcions biològiques i té una àmplia perspectiva d'aplicació en els camps de la nutrició i els aliments saludables, la medicina i la cosmètica.Erythrochlorella és una mena d'algues verdes unicel·lulars rica en astaxantina, i també és el millor recurs biològic per produir astaxantina natural del món. Abans es creia que la biosíntesi de l'astaxantina era impulsada principalment per una llum forta i induïda per la deficiència de nutrients. La majoria dels estudis a casa i a l'estranger es van centrar en processos anabòlics fotodependents (com la fotosíntesi, la fotoprotecció i el creixement cel·lular), i es va prestar poca atenció a la descomposició i la respiració consumiva. Fins i tot en els últims anys, només es va implicar la fotorespiració fotodependent i la respiració de cloroplasts, mentre que el paper de la via metabòlica respiratòria no fotodependent en la síntesi i l'acumulació d'astaxantina a S. novosa es va informar rarament.
L'equip va trobar i va confirmar que múltiples vies metabòliques respiratòries no fotodependents poden regular eficaçment la síntesi i l'acumulació d'astaxantina. L'estudi va trobar que la forma alternativa de l'oxidasa de l'activitat respiratòria mitocondrial i el vermell va trobar que l'acumulació d'astaxantina era una correlació significativament negativa, quan després de limitar l'enfocament proposat, es va relacionar estretament amb la respiració al mig de l'àcid pirúvic metabòlit i el contingut d'àcid fosfòric de gliceraldehid 3 es va millorar significativament. , al mateix temps promou la generació de material energètic NADPH i estimulen l'acumulació d'espècies reactives d'oxigen, per tant, es podria promoure la síntesi d'astaxantina. Es suggereix que la regulació de la respiració pot promoure la biosíntesi i l'acumulació d'astaxantina.
A més, vam confirmar que el cicle TCA, el centre central del metabolisme energètic en la respiració no fotodependent, pot proporcionar un esquelet de carboni per a la síntesi d'astaxantina i promoure l'acumulació d'astaxantina a les cèl·lules principalment afegint metabòlits intermedis de la respiració. El seu mecanisme de regulació és el següent: els metabòlits intermedis àcid fumàric poden millorar el metabolisme respiratori de l'EMP, el TCA i el PPP de tres maneres principals, fa que els nivells d'àcid pirúvic i gliceraldehid 3 augmentin significativament, d'una banda, afavorint el precursor de la síntesi d'astaxantina. de pirofosfat d'isoamil è, promou directament la síntesi d'astaxantina, d'altra banda també promou la síntesi d'àcids grassos, accelerant així el procés d'esterificació de l'astaxantina, promovent indirectament la síntesi d'astaxantina. L'oxaloacetat, un altre metabòlit del cicle TCA, pot promoure directament la síntesi d'astaxantina augmentant els nivells de substrat i NADPH. En comparació amb l'àcid fumàric, l'àcid oxaloacètic té un efecte promotor més ràpid i significatiu, principalment pel seu mecanisme transmembrana més eficient.
Els resultats milloren el sistema de desenvolupament d'escala d'astaxantina trobada vermella de la teoria bàsica i la tecnologia de desenvolupament, ajudaran a millorar el bioreactor basat en la regulació del cicle cel·lular i les grans tecnologies de construcció de llum tancada com el mode de desenvolupament de l'astaxantina vermella, fan que les plantes fotosintètiques de cèl·lules vegetals siguin més eficients, promoguin un funcionament més eficient. el nivell d'ascens de desenvolupament de la indústria. Al mateix temps, els resultats de la investigació es poden utilitzar com a referència per a la investigació i el desenvolupament de recursos de metabòlits secundaris com el carotè d'altres microalgues.
