Pred kratkim je ekipa za alge in biotehnologijo alg na Inštitutu za oceanologijo Kitajske akademije znanosti napredovala pri razvoju virov astaksantina iz rdeče klorele. Ugotovljeno je bilo, da imajo številne fotoneodvisne presnovne poti, kot so anaerobna respiratorna glikoliza (EMP), aerobni respiratorni cikel trikarboksilne kisline (TCA), pentozofosfatna pot (PPP) in mitohondrijska respiracijska alternativna oksidazna pot (AOX), pomembne regulativne učinke na sinteza in kopičenje astaksantina. Rezultati so bili objavljeni v treh raziskovalnih člankih v Bioresource Technology.
Astaksantin je svetlo rdeče barve, ima zelo močno barvo, antioksidativno sposobnost in različne biološke funkcije ter ima široko možnost uporabe na področju prehrane in zdrave hrane, medicine in kozmetike.Eritroklorela je vrsta enocelične zelene alge, bogate z astaksantinom, in je tudi najboljši biološki vir za proizvodnjo naravnega astaksantina na svetu. Prej je veljalo, da biosintezo astaksantina v glavnem poganja močna svetloba in povzroča pomanjkanje hranil. Večina raziskav doma in v tujini se je osredotočala na fotoodvisne anabolične procese (kot so fotosinteza, fotoprotekcija in rast celic), malo pozornosti pa je bilo namenjene razgradnji in konzumativnemu dihanju. Tudi v zadnjih letih sta bili vključeni le fotoodvisna fotorespiracija in kloroplastna respiracija, medtem ko so o vlogi nefotoodvisne respiratorne presnovne poti pri sintezi in kopičenju astaksantina pri S. novosa redko poročali.
Skupina je ugotovila in potrdila, da lahko več fotoneodvisnih dihalnih presnovnih poti učinkovito uravnava sintezo in kopičenje astaksantina. Študija je pokazala, da je bila alternativna oksidazna pot mitohondrijske respiratorne aktivnosti in rdeče ugotovljeno kopičenje astaksantina znatno negativna korelacija, ko je po omejitvi predlaganega pristopa tesno povezana z dihanjem v sredini presnovka piruvične kisline in vsebnosti gliceraldehida 3 fosforne kisline se je znatno izboljšalo , hkrati spodbujajo nastajanje energijskega materiala NADPH in spodbujajo kopičenje reaktivnih kisikovih vrst. Tako bi lahko spodbujali sintezo astaksantina. Domneva se, da lahko regulacija dihanja spodbuja biosintezo in kopičenje astaksantina.
Poleg tega smo dodatno potrdili, da lahko cikel TCA, osrednje središče presnove energije pri dihanju, ki ni odvisno od fotografije, zagotovi ogljikov skelet za sintezo astaksantina in spodbuja kopičenje astaksantina v celicah predvsem z dodajanjem vmesnih metabolitov dihanja. Njegov regulacijski mehanizem je naslednji: vmesni metaboliti fumarne kisline lahko izboljšajo dihalni metabolizem EMP, TCA in PPP na tri glavne načine, zaradi česar se ravni piruvične kisline in gliceraldehida 3 fosforne kisline znatno povečajo, na eni strani s spodbujanjem prekurzorja sinteze astaksantina izoamilen pirofosfata, neposredno spodbujajo sintezo astaksantina, po drugi strani pa tudi spodbujajo sintezo maščobnih kislin, s čimer pospešujejo proces esterifikacije astaksantina, posredno spodbujajo sintezo astaksantina. Oksaloacetat, še en metabolit cikla TCA, lahko neposredno spodbuja sintezo astaksantina s povečanjem ravni substrata in NADPH. V primerjavi s fumarno kislino ima oksaloocetna kislina hitrejši in pomembnejši pospeševalni učinek, predvsem zaradi učinkovitejšega transmembranskega mehanizma.
Rezultati izboljšujejo razvojni sistem rdeče najdenega astaksantina v osnovni teoriji in razvojni tehnologiji, bodo pomagali izboljšati bioreaktor, ki temelji na regulaciji celičnega cikla in velikih zaprtih svetlobnih gradbenih tehnologijah, kot je način razvoja rdečega najdenega, povečati učinkovitost fotosintetskih rastlin rastlinskih celic, spodbujati stopnja razvoja industrije vzpona. Hkrati se lahko rezultati raziskave uporabijo kot referenca za raziskave in razvoj virov sekundarnih metabolitov, kot je karoten drugih mikroalg.
