Récemment, l'équipe des algues et de la biotechnologie des algues de l'Institut d'océanologie de l'Académie chinoise des sciences a fait des progrès dans le développement de ressources en astaxanthine à partir de chlorella rouge. Il a été constaté que de nombreuses voies métaboliques non photodépendantes, telles que la glycolyse respiratoire anaérobie (EMP), le cycle respiratoire aérobie de l'acide tricarboxylique (TCA), la voie des pentoses phosphates (PPP) et la voie alternée de la respiration mitochondriale (AOX), ont des effets régulateurs importants sur synthèse et accumulation d'astaxanthine. Les résultats ont été publiés dans trois articles de recherche dans Bioresource Technology.
L'astaxanthine est rouge vif, a une coloration très forte, une capacité antioxydante et une variété de fonctions biologiques, et a une large perspective d'application dans les domaines de la nutrition et des aliments diététiques, de la médecine et des cosmétiques.L'érythrochlorelle est une sorte d'algue verte unicellulaire riche en astaxanthine, et c'est aussi la meilleure ressource biologique pour produire de l'astaxanthine naturelle dans le monde. On croyait auparavant que la biosynthèse de l'astaxanthine était principalement entraînée par une forte lumière et induite par une carence en nutriments. La plupart des études nationales et internationales se sont concentrées sur les processus anaboliques photodépendants (tels que la photosynthèse, la photoprotection et la croissance cellulaire), et peu d'attention a été accordée à la décomposition et à la respiration consommatrice. Même ces dernières années, seules la photorespiration photodépendante et la respiration des chloroplastes étaient impliquées, tandis que le rôle de la voie métabolique respiratoire non photodépendante dans la synthèse et l'accumulation d'astaxanthine chez S. novosa était rarement rapporté.
L'équipe a découvert et confirmé que plusieurs voies métaboliques respiratoires non photodépendantes peuvent réguler efficacement la synthèse et l'accumulation d'astaxanthine. L'étude a révélé que la voie alternative de l'oxydase de l'activité respiratoire mitochondriale et l'accumulation d'astaxanthine trouvée rouge étaient significativement négatives, lorsque l'approche proposée est restreinte, est étroitement liée à la respiration au milieu du métabolite acide pyruvique et glycéraldéhyde 3 teneur en acide phosphorique ont été significativement améliorés , favorisent en même temps la génération de matériau énergétique NADPH et stimulent l'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène, ainsi, la synthèse d'astaxanthine pourrait être favorisée. Il est suggéré que la régulation de la respiration peut favoriser la biosynthèse et l'accumulation d'astaxanthine.
De plus, nous avons en outre confirmé que le cycle TCA, la plaque tournante centrale du métabolisme énergétique dans la respiration non photodépendante, peut fournir un squelette carboné pour la synthèse d'astaxanthine et favoriser l'accumulation d'astaxanthine dans les cellules principalement en ajoutant des métabolites intermédiaires de la respiration. Son mécanisme de régulation est le suivant : Les métabolites intermédiaires de l'acide fumarique peuvent améliorer le métabolisme respiratoire de l'EMP, du TCA et du PPP de trois manières principales, font augmenter significativement les niveaux d'acide pyruvique et d'acide phosphorique du glycéraldéhyde 3, d'une part, en favorisant le précurseur de la synthèse de l'astaxanthine du pyrophosphate d'isoamylène, favorisent directement la synthèse de l'astaxanthine, d'autre part favorisent également la synthèse des acides gras, accélérant ainsi le processus d'estérification de l'astaxanthine, favorisant indirectement la synthèse de l'astaxanthine. L'oxaloacétate, un autre métabolite du cycle TCA, peut directement favoriser la synthèse d'astaxanthine en augmentant les niveaux de substrat et de NADPH. Comparé à l'acide fumarique, l'acide oxaloacétique a un effet promoteur plus rapide et plus important, principalement en raison de son mécanisme transmembranaire plus efficace.
Les résultats améliorent le système de développement de l'échelle d'astaxanthine rouge trouvée de la théorie de base et de la technologie de développement, aideront à améliorer le bioréacteur basé sur la régulation du cycle cellulaire et les grandes technologies de construction de lumière fermée telles que le mode de développement trouvé rouge, rendent les plantes photosynthétiques à cellules végétales plus efficaces, favorisent le niveau de développement de l'industrie de l'ascension. Dans le même temps, les résultats de la recherche peuvent être utilisés comme référence pour la recherche et le développement des ressources de métabolites secondaires tels que le carotène d'autres microalgues.
