近日，中科院海洋研究所藻類與藻類生物技術團隊在紅球藻蝦青素資源開發領域獲進展，發現無氧呼吸糖酵解、有氧呼吸三羧酸循環、戊糖磷酸途徑和線粒體呼吸交替氧化酶途徑等多種非光依賴型代謝途徑都對紅球藻蝦青素的合成積累產生重要調節作用。相關成果發表于《生物資源技術》。
蝦青素呈鮮紅色，具有多種生物學功能，有廣闊應用前景。紅球藻是一種富含蝦青素的單細胞綠藻，是國際上生產天然蝦青素的最好生物資源。以往對紅球藻蝦青素的生物合成過程的研究，大多側重于光依賴型合成代謝過程，很少關注分解消耗性的呼吸作用，特別是非光依賴型呼吸代謝途徑對紅球藻蝦青素合成積累的作用鮮有報道。
研究團隊發現并證實多種非光依賴型呼吸代謝途徑可有效調控紅球藻蝦青素合成積累。研究發現，線粒體呼吸的交替氧化酶途徑活性與紅球藻蝦青素積累呈明顯負相關，當交替氧化酶途徑受到抑制后，與呼吸作用密切相關的中間代謝產物丙酮酸和三磷酸甘油醛含量均顯著提高，同時促進能量物質NADPH的產生，并刺激了活性氧的積累，從而有利于促進蝦青素合成。團隊由此提出了調節呼吸作用可促進紅球藻蝦青素生物合成積累的新觀點。
此外，研究人員通過外源添加呼吸作用中間代謝產物的方法，進一步證實非光依賴性呼吸作用的能量代謝中心樞紐——TCA循環，可為蝦青素合成過程提供碳骨架，促進蝦青素在細胞內的大量積累。
這些新成果完善了紅球藻蝦青素規模化開發的基礎理論和開發技術體系，有利于完善基于細胞周期調控和大型封閉式光生物反應器構建等技術的紅球藻開發模式。(記者 廖洋 通訊員 王敏)
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