في الآونة الأخيرة ، حقق فريق التكنولوجيا الحيوية للطحالب والطحالب في معهد علم المحيطات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم تقدمًا في تطوير موارد أستازانتين من الكلوريلا الحمراء. لقد وجد أن العديد من المسارات الأيضية غير المعتمدة على الضوء ، مثل التحلل اللاهوائي للجهاز التنفسي (EMP) ، ودورة حمض الكربوكسيل التنفسي الهوائية (TCA) ، ومسار فوسفات البنتوز (PPP) ومسار أوكسيديز البديل للتنفس الميتوكوندريا (AOX) ، لها تأثيرات تنظيمية مهمة على التوليف والتراكم أستازانتين. تم نشر النتائج في ثلاث أوراق بحثية في Bioresource Technology.
أستازانتين أحمر ساطع ، وله تلوين قوي للغاية ، وقدرة مضادة للأكسدة ومجموعة متنوعة من الوظائف البيولوجية ، وله إمكانية تطبيق واسعة في مجالات التغذية والأغذية الصحية والأدوية ومستحضرات التجميل.Erythrochlorella هو نوع من الطحالب الخضراء أحادية الخلية غنية بأستازانتين ، وهي أيضًا أفضل مورد بيولوجي لإنتاج أستازانتين الطبيعي في العالم. كان يعتقد سابقًا أن التخليق الحيوي لأستازانتين كان مدفوعًا بشكل أساسي بالضوء القوي والناجم عن نقص المغذيات. ركزت معظم الدراسات في الداخل والخارج على عمليات الابتنائية المعتمدة على الضوء (مثل التمثيل الضوئي والحماية الضوئية ونمو الخلايا) ، ولم يول اهتمام كبير للتحلل والتنفس الاستهلاكي. حتى في السنوات الأخيرة ، تم الإبلاغ فقط عن التنفس الضوئي المعتمد على الضوء وتنفس البلاستيدات الخضراء ، بينما نادراً ما تم الإبلاغ عن دور المسار الأيضي التنفسي غير المعتمد على الضوء في تخليق أستازانتين وتراكمه في S. novosa.
وجد الفريق وأكد أن العديد من مسارات التمثيل الغذائي التنفسي غير المعتمدة على الضوء يمكن أن تنظم بشكل فعال تخليق وتراكم أستازانتين. وجدت الدراسة أن طريقة أوكسيديز البديلة للنشاط التنفسي للميتوكوندريا والأحمر وجدت أن تراكم أستازانتين كان ارتباطًا سلبيًا بشكل كبير ، عندما بعد تقييد النهج المقترح ، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتنفس في منتصف مستقلب حمض البيروفيك ومحتوى حمض الفوسفوريك الغليسيرالديهايد 3 تم تحسينهما بشكل ملحوظ ، في نفس الوقت تعزيز توليد مادة طاقة NADPH ، وتحفيز تراكم أنواع الأكسجين التفاعلية ، وبالتالي ، يمكن تعزيز تخليق أستازانتين. يقترح أن تنظيم التنفس يمكن أن يعزز التخليق الحيوي لأستازانتين وتراكمه.
بالإضافة إلى ذلك ، أكدنا أيضًا أن دورة TCA ، المحور المركزي لاستقلاب الطاقة في التنفس غير المعتمد على الضوء ، يمكن أن توفر هيكلًا كربونيًا لتخليق أستازانتين وتعزز تراكم أستازانتين في الخلايا بشكل أساسي عن طريق إضافة مستقلبات وسيطة للتنفس. آلية التنظيم الخاصة به هي كما يلي: المستقلبات الوسيطة يمكن لحمض الفوماريك تحسين التمثيل الغذائي التنفسي لـ EMP و TCA و PPP بثلاث طرق رئيسية ، مما يجعل مستويات حمض البيروفيك وحمض الفوسفوريك glyceraldehyde 3 تزداد بشكل ملحوظ ، من ناحية ، عن طريق تعزيز سلائف تخليق أستازانتين من بيروفوسفات isoamyl ene ، يعزز بشكل مباشر تخليق أستازانتين ، من ناحية أخرى ، يعزز أيضًا تخليق الأحماض الدهنية ، وبالتالي تسريع عملية أسترة أستازانتين ، وتعزيز تخليق أستازانتين بشكل غير مباشر. Oxaloacetate ، مستقلب آخر لدورة TCA ، يمكن أن يعزز بشكل مباشر تخليق أستازانتين عن طريق زيادة مستويات الركيزة و NADPH. بالمقارنة مع حمض الفوماريك ، فإن حمض أوكسالو أسيتيك له تأثير تعزيز أسرع وأكثر أهمية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى آلية الغشاء الأكثر كفاءة.
تعمل النتائج على تحسين نظام تطوير مقياس أستازانتين الذي تم العثور عليه باللون الأحمر للنظرية الأساسية وتكنولوجيا التطوير ، وسيساعد على تحسين المفاعل الحيوي استنادًا إلى تنظيم دورة الخلية وتقنيات بناء الإضاءة الكبيرة المغلقة مثل وضع التطوير الموجود باللون الأحمر ، وجعل نباتات التمثيل الضوئي للخلايا النباتية عملية أكثر كفاءة ، وتعزيز مستوى تطوير الصناعة من الصعود. في الوقت نفسه ، يمكن استخدام نتائج البحث كمرجع للبحث وتطوير الموارد من المستقلبات الثانوية مثل كاروتين من الطحالب الدقيقة الأخرى.
