日本团队改造藻类快速生产天然虾青素

作者内森·格雷

虾青素合成工艺,日本虾青素红球藻

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该项目的支持者说，一种利用快速生长的海藻生产天然虾青素的新方法可以帮助工业满足日益增长的需求。

由神户大学工程生物学研究中心教授Hasunuma Tomohisa领导的日本研究小组报告说，他们成功地通过快速生长的海洋蓝细菌的代谢工程版本合成了天然虾青素聚球藻属。 PCC7002。

写入 ACS合成生物学该团队发表了对这一过程的研究结果——与以前生物合成这种有价值成分的方法相比，这种方法生产虾青素的速度更快，污染风险更低。

Tomohisa和他的同事们说，他们希望这项开发可以用来帮助满足制药和营养领域对天然虾青素日益增长的需求。

天然色素虾青素因其卓越的抗氧化性能而广泛用于水产养殖、制药、营养和化妆品行业作者写道——注意到绿藻雨生红球藻目前用于虾青素的商业生产。

然而，他们指出 H.斑鸻属生长缓慢，需要复杂的两阶段压力诱导过程，高光照强度也会导致污染风险增加。

相比之下，快速生长的广盐性蓝细菌聚球藻。PCC 7002(聚球藻7002)能够在无应激光养条件下达到高密度，因此是一种有前途的虾青素生产代谢工程平台，” 他们说。

新进程

根据日本研究人员的说法，这种新方法结合了光、水和二氧化碳2以比以前更快的速度从藻类中生产虾青素。

研究小组使用了快速生长的海洋蓝绿藻种，或蓝细菌，聚球藻属。 PCC7002作为主机。这种藻类本身不产生虾青素，但是通过将β-胡萝卜素编码基因整合到聚球藻属表达的基因只需要水、光和一氧化碳2为了生产虾青素。

此外，新的单阶段方法不需要将细胞置于应激条件下，并且能够在更短的时间内生产虾青素红球藻属 .同时，作者说高盐浓度聚球藻属也可以降低污染的风险。

这项工作被认为是世界上首次成功利用这种特殊的海洋蓝细菌生产虾青素。

Tomohisa和他的同事注意到2作为唯一碳源，改良菌株聚球藻属。 PCC7002产生3毫克/克细胞干重的虾青素，相当于3.35毫克/升/天的生产速度。

日本研究小组认为这是迄今为止使用绿藻达到的最高比率。

来源: ACS合成生物学第8卷，第12期，2701-2709页，doi:10.1021/acssynbio.9b00280 “单阶段虾青素生产增强了聚球藻属中的非戊酸途径和光合中心代谢。PCC 7002 " 作者:Tomohisa Hasunuma，以及其他人

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