Regulierung der Astaxanthin-Akkumulation in Hämatococcus

  Seelandwirtschaft 2022 EU
Regulierung von Astaxanthin

Ein Modelldiagramm der Regulierung der Astaxanthinsynthese durch den lichtunabhängigen Atmungsweg. Bildnachweis: IOCAS

von Li Yuan, Chinesische Akademie der Wissenschaften

A Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Liu Jianguo vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat herausgefunden, dass lichtunabhängige Stoffwechselwege zusätzlich zu lichtabhängigen Stoffwechselwegen auch die Akkumulation von Astaxanthin in Haematococcus regulieren können. Ihre Ergebnisse wurden veröffentlicht in Rohstofftechnologie.

Astaxanthin hat aufgrund seines starken Farbstoffs, seiner antioxidativen Kapazität und anderer biologischer Funktionen vielfältige Anwendungen in Nutrazeutika, Pharmazeutika und Kosmetika. H. pluvialis, eine einzellige Grünalge, reich an Astaxanthin, gilt als die beste biologische Ressource zur Herstellung von natürlichem Astaxanthin.

Traditionell wurde angenommen, dass die Astaxanthin-Biosynthese in H. pluvialis hauptsächlich durch hohen Licht- und/oder Nährstoffmangel induziert wird. Daher konzentrierten sich die meisten früheren Studien zur Regulation der Astaxanthin-Biosynthese und -Akkumulation auf die lichtabhängigen Stoffwechselwege, wie Photosynthese und Photoprotektion. Es gibt nur wenige Berichte über die Rolle lichtunabhängiger Atmungswege bei der Astaxanthin-Akkumulation.

In ihren Studien fanden die Forscher heraus, dass auch lichtunabhängige Stoffwechselwege, wie der Embden-Meyerhof-Parnas-Weg, der Tricarbonsäurezyklus, der Pentosephosphatweg und der alternative Oxidase-Atemweg, eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Astaxanthin-Akkumulation in Haematococcus spielen.

„Die Aktivität des mitochondrialen alternativen Oxidase-Wegs korreliert signifikant negativ mit der Astaxanthin-Akkumulation in H. pluvialis“, sagte Prof. Liu. Basierend auf dieser Entdeckung wurde erstmals in der am 6. November veröffentlichten Studie eine neue Sichtweise vorgeschlagen, dass die Regulierung der Atmung die Astaxanthin-Biosynthese in H. pluvialis fördern würde.

Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen von exogenen metabolischen Zwischenprodukten der Atmung auf die Astaxanthin-Synthese und bewiesen weiter, dass der Tricarbonsäurezyklus Kohlenstoffgerüste für die Astaxanthin-Biosynthese in H. pluvialis bereitstellen kann.

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