Baru-baru ini, pasukan bioteknologi alga dan alga di Institut Oseanologi Akademi Sains China telah mencapai kemajuan dalam pembangunan sumber astaxanthin daripada chlorella merah. Didapati bahawa banyak laluan metabolik yang tidak bergantung kepada foto, seperti glikolisis pernafasan anaerobik (EMP), kitaran asid trikarboksilik pernafasan aerobik (TCA), laluan pentosa fosfat (PPP) dan laluan oksidase gantian respirasi mitokondria (AOX), mempunyai kesan pengawalseliaan yang penting terhadap sintesis dan pengumpulan astaxanthin. Hasilnya diterbitkan dalam tiga kertas penyelidikan dalam Teknologi Sumber Bio.
Astaxanthin berwarna merah terang, mempunyai pewarna yang sangat kuat, kapasiti antioksidan dan pelbagai fungsi biologi, dan mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam bidang pemakanan dan makanan kesihatan, perubatan dan kosmetik.Erythrochlorella ialah sejenis alga hijau bersel tunggal yang kaya dengan astaxanthin, dan ia juga merupakan sumber biologi terbaik untuk menghasilkan astaxanthin semulajadi di dunia. Sebelum ini dipercayai bahawa biosintesis astaxanthin terutamanya didorong oleh cahaya yang kuat dan disebabkan oleh kekurangan nutrien. Kebanyakan kajian di dalam dan luar negara tertumpu pada proses anabolik yang bergantung kepada foto (seperti fotosintesis, perlindungan foto dan pertumbuhan sel), dan sedikit perhatian diberikan kepada penguraian dan pernafasan konsumtif. Malah dalam beberapa tahun kebelakangan ini, hanya fotorespirasi dan respirasi kloroplas yang bergantung kepada foto yang terlibat, manakala peranan laluan metabolik pernafasan pernafasan yang tidak bergantung kepada foto dalam sintesis dan pengumpulan astaxanthin dalam S. novosa jarang dilaporkan.
Pasukan mendapati dan mengesahkan bahawa berbilang laluan metabolik pernafasan bukan bergantung kepada foto boleh mengawal sintesis dan pengumpulan astaxanthin dengan berkesan. Kajian mendapati bahawa cara oksidase alternatif aktiviti pernafasan mitokondria dan merah didapati pengumpulan astaxanthin adalah korelasi negatif yang ketara, apabila selepas pendekatan yang dicadangkan dihalang, adalah berkait rapat dengan pernafasan di tengah-tengah metabolit asid piruvik dan kandungan asid fosforik gliseraldehid 3 telah bertambah baik dengan ketara. , pada masa yang sama menggalakkan penjanaan bahan tenaga NADPH, dan merangsang pengumpulan spesies oksigen reaktif, Oleh itu, sintesis astaxanthin boleh digalakkan. Adalah dicadangkan bahawa peraturan pernafasan boleh menggalakkan biosintesis dan pengumpulan astaxanthin.
Di samping itu, kami selanjutnya mengesahkan bahawa kitaran TCA, hab pusat metabolisme tenaga dalam respirasi tidak bergantung kepada foto, boleh menyediakan rangka karbon untuk sintesis astaxanthin dan menggalakkan pengumpulan astaxanthin dalam sel terutamanya dengan menambahkan metabolit perantaraan pernafasan. Mekanisme pengawalseliaannya adalah seperti berikut: Metabolit perantaraan asid fumarik boleh meningkatkan metabolisme pernafasan EMP, TCA dan PPP tiga cara utama, menjadikan asid piruvik dan gliseraldehid 3 tahap asid fosforik meningkat dengan ketara, di satu pihak, dengan menggalakkan prekursor sintesis astaxanthin. isoamyl ene pyrophosphate, secara langsung menggalakkan sintesis astaxanthin, sebaliknya juga menggalakkan sintesis asid lemak, dengan itu mempercepatkan proses pengesteran astaxanthin, Secara tidak langsung menggalakkan sintesis astaxanthin. Oxaloacetate, satu lagi metabolit kitaran TCA, secara langsung boleh menggalakkan sintesis astaxanthin dengan meningkatkan tahap substrat dan NADPH. Berbanding dengan asid fumaric, asid oksaloasettik mempunyai kesan penggalak yang lebih cepat dan ketara, terutamanya disebabkan oleh mekanisme transmembrannya yang lebih cekap.
Hasilnya menambah baik sistem pembangunan skala astaxanthin merah ditemui teori asas dan teknologi pembangunan, akan membantu meningkatkan bioreaktor berdasarkan peraturan kitaran sel dan teknologi bangunan cahaya tertutup besar seperti mod pembangunan ditemui merah, menjadikan tumbuhan fotosintesis sel tumbuhan operasi lebih cekap, menggalakkan tahap peningkatan pembangunan industri. Pada masa yang sama, hasil penyelidikan boleh digunakan sebagai rujukan untuk penyelidikan dan pembangunan sumber metabolit sekunder seperti karotena mikroalga lain.
