Recientemente, el equipo de biotecnología de algas y algas del Instituto de Oceanología de la Academia de Ciencias de China ha avanzado en el desarrollo de recursos de astaxantina a partir de clorella roja. Se descubrió que muchas vías metabólicas no fotodependientes, como la glucólisis respiratoria anaeróbica (EMP), el ciclo respiratorio aeróbico del ácido tricarboxílico (TCA), la vía de las pentosas fosfato (PPP) y la vía de la oxidasa alternativa de la respiración mitocondrial (AOX), tienen importantes efectos reguladores sobre Síntesis y acumulación de astaxantina. Los resultados se publicaron en tres artículos de investigación en Bioresource Technology.
La astaxantina es de color rojo brillante, tiene una coloración muy fuerte, capacidad antioxidante y una variedad de funciones biológicas, y tiene una amplia perspectiva de aplicación en los campos de la nutrición y la alimentación saludable, la medicina y la cosmética.La eritroclorella es un tipo de alga verde unicelular rica en astaxantina, y también es el mejor recurso biológico para producir astaxantina natural en el mundo. Anteriormente se creía que la biosíntesis de astaxantina estaba impulsada principalmente por una luz fuerte e inducida por una deficiencia de nutrientes. La mayoría de los estudios nacionales y extranjeros se centraron en los procesos anabólicos fotodependientes (como la fotosíntesis, la fotoprotección y el crecimiento celular), y se prestó poca atención a la descomposición y la respiración consuntiva. Incluso en los últimos años, solo estaban involucradas la fotorrespiración fotodependiente y la respiración del cloroplasto, mientras que rara vez se informó sobre el papel de la vía metabólica respiratoria no fotodependiente en la síntesis y acumulación de astaxantina en S. novosa.
El equipo encontró y confirmó que múltiples vías metabólicas respiratorias no fotodependientes pueden regular de manera efectiva la síntesis y acumulación de astaxantina. El estudio encontró que la forma alternativa de oxidasa de la actividad respiratoria mitocondrial y la acumulación de astaxantina encontrada en rojo tenían una correlación significativamente negativa, cuando después de que se restringe el enfoque propuesto, está estrechamente relacionado con la respiración en el medio del metabolito El ácido pirúvico y el contenido de ácido gliceraldehído 3 fosfórico mejoraron significativamente , al mismo tiempo, promueve la generación de material energético NADPH y estimula la acumulación de especies reactivas de oxígeno. Por lo tanto, se podría promover la síntesis de astaxantina. Se sugiere que la regulación de la respiración puede promover la biosíntesis y acumulación de astaxantina.
Además, confirmamos que el ciclo TCA, el eje central del metabolismo energético en la respiración no fotodependiente, puede proporcionar un esqueleto de carbono para la síntesis de astaxantina y promover la acumulación de astaxantina en las células, principalmente mediante la adición de metabolitos intermedios de la respiración. Su mecanismo de regulación es el siguiente: Los metabolitos intermedios del ácido fumárico pueden mejorar el metabolismo respiratorio de EMP, TCA y PPP de tres maneras principales, hace que los niveles de ácido pirúvico y gliceraldehído 3 ácido fosfórico aumenten significativamente, por un lado, al promover la síntesis de precursor de astaxantina de pirofosfato de isoamileno, promueve directamente la síntesis de astaxantina, por otro lado también promueve la síntesis de ácidos grasos, acelerando así el proceso de esterificación de astaxantina, promoviendo indirectamente la síntesis de astaxantina. El oxaloacetato, otro metabolito del ciclo TCA, puede promover directamente la síntesis de astaxantina al aumentar los niveles de sustrato y NADPH. Comparado con el ácido fumárico, el ácido oxaloacético tiene un efecto promotor más rápido y significativo, principalmente debido a su mecanismo transmembrana más eficiente.
Los resultados mejoran el sistema de desarrollo de la escala de astaxantina encontrada en rojo de la teoría básica y la tecnología de desarrollo, ayudarán a mejorar el biorreactor basado en la regulación del ciclo celular y las tecnologías de construcción de luz cerrada grande, como el modo de desarrollo encontrado en rojo, hacen que las plantas fotosintéticas de células vegetales funcionen de manera más eficiente, promueven el nivel de desarrollo de la industria de la ascensión. Al mismo tiempo, los resultados de la investigación se pueden utilizar como referencia para la investigación y el desarrollo de recursos de metabolitos secundarios como el caroteno de otras microalgas.
