Каковы источники каротеноидов?

Каротиноиды, из-за нихАнтиоксидант (антиоксидант)И антиканцерологические свойства широко применяются в фармацевтической, медицинской, пищевой и косметической промышленности [1]. Их первичными источниками являются микроводоросли, высшие растения, микроорганизмы и некоторые животные. Поскольку типы каротеноидов, присутствующие в каждом типе водорослей или растений, существенно различаются, необходимо использовать различные методы экстракции для изоляции различных каротеноидов от различных водорослей или растений. Астаксантин и грау-каротин, добытые из микроводорослей, уже стали предметом коммерческого сбыта. В последние годы спрос на каротеноиды значительно возрос. Согласно статистике, совокупные годовые темпы роста (CAGR) рыночной стоимости каротеноидов с 2016 по 2021 год составили 3,5%; К 2021 году стоимость мирового производства может достигнуть 1,52 МЛРД долларов [2].

Экономическое развитие улучшило положение людей#39; уровень жизни, что ведет к уделению большего вниманияПитание и здравоохранение, и повышенный спрос на каротеноиды. Кроме того, по сравнению с химически синтезированными каротеноидами предпочтение отдается естественным синтезированным каротеноидам. Однако из-за низкого содержания каротеноидов в водорослях и растениях, даже при непрерывном развитии технологий добычи, по-прежнему трудно удовлетворить растущий спрос на природные каротеноиды. Непрерывное развитие синтетических биологических технологий значительно способствовало синтезу каротеноидов и девспомогательных каротеноидов в клетках микробного хоста [3]. Сильный гидрофобный характер каротеноидов делает их легко встроенными в мембраны фосфолипидных билайеров, что создает значительные проблемы для клеток организма и, в некоторой степени, ограничивает выбор подходящих клеток организма для синтеза каротеноидов [4]. После дальнейшего прояснения путей синтеза каротеноидов было выявлено большинство ферментов и регулятивных генов, задействованных в каталитических реакциях. Это обеспечивает теоретическую основу для строительства сотовых заводов по производству каротеноидов, а также научную поддержку их широкого применения в таких отраслях, как медицина, косметика и пищевая промышленность.

1 источники и биологические функции каротеноидов

Каротеноиды разнообразны и широко распространены, при этом каротеноиды встречаются в листьях и лепестках высших растений, микроорганизмов и водорослей [5]. Большинство из нихМолекулы каротеноидовИмеют в молекулярном скелете с40 сформованные полиэленовые цепи и конечное углеродное кольцо, а характеристики каждого каротеноида определяются типами ароматических колец и кислородно-содержащими функциональными группами [6]. Исходя из химических структурных характеристик и наличия функциональных групп, каротиноиды могут быть дополнительно классифицированы на каротины и ксантофилы. Каротеноиды не только регулируют рост и развитие растений, но и тесно связаны с питанием и здоровьем человека [7]. Они являются естественными антиоксидантами с профилактическими и смягчительными функциями [8] и служат прекурсорами для биосинтеза витамина а (ретинол).

1.1 источники каротеноидов

Натуральные каротеноиды получают главным образом из водорослей, растений и микробной ферментации. В водорослях, Haematococcus pluvialis и Dunaliella салина можетСинтезируйте астаксантинИ, соответственно, грау-каротин; Haematococcus pluvialis обладает наибольшей способностью синтезировать астаксантин, при этом астаксантин составляет около 90% от общего количества каротеноидов в клетке, а его вес может достигать около 7% от сухого веса клетки [9]. Бактерии и грибы могут также синтезировать каротеноиды, такие как эрвиния и красные фифильные дрожжи [10]. Корни, стебли, листья и лепестки высших растений также могут синтезировать различные каротеноиды. Благодаря естественным путям синтеза каротеноидов в водорослях, микроорганизмах и растительных системах, они являются идеальными кандидатами для заводов по синтезу каротеноидных клеток.

Astaxanthin относится к классу кетокаротеноидов и широко встречается в водорослях, грибах и бактериях. Он имеет три оптических изомера:Лево-астаксантин, дексро-астаксантин, и все-трансастаксантин. Различные изомеры демонстрируют вариации антиоксидантной активности [11]. Грау-каротин широко распространен в природе, с двумя грау-каротеноидными кольцами в конце терминала [12]. Она существует в основном в четырех изомерных формах, и основное различие между естественным синтезом и химическим синтезом гравитационного каротена заключается в соотношении всех-транс-изомеров и изомеров СНГ [13]. Лютейн в основном встречается в листьях и цветах зеленых растений [14]. Его химическая молекулярная структура включает два кольца кетона и три центра кирала, в природе сосуществуют восемь изомеров. Она в первую очередь участвует в улавливании световой энергии, регулировании роста и развития растений и т.д. [15]. Большинство водорослей содержат лутейн, такие как хлорелла, хлорелла вулгарис и хлорелла вулгарис. Из них хлорелла имеет самое высокое содержание и является выгодным штаммом водорослей для производства лютеина [16].

1.2 биологические функции каротеноидов

Каротеноиды, из-за их сильных антиоксидантных свойств, играют оченьВажная роль в антиоксидантной защите(таблица 1). Исследования показали, что добавление 250 мг/кг массы тела лютеина не только эффективно уменьшает вызываемые радиацией окислительные повреждения у мышей-альбиносов, но и помогает поддерживать устойчивость их антиоксидантной системы [17]. Кроме того, различные каротеноиды демонстрируют значительные различия в антиоксидантной потенции, и в сочетании с конкретными коэффициентами концентрации они оказывают синергическое воздействие на антиоксидантную активность. Например, когда соотношение концентрации астаксантина к анти-каротену составляет 1:1, их синергетический антиоксидантный эффект является наиболее сильным [18]; Когда отношение массы zeaxanthin к lutein 2:1, их синергетический антиоксидантный эффект является самым сильным [19].

Лютейн и зеаксантинЯвляются важными компонентами пигмента макулярной области роговицы человека, защищающими сетчатку от повреждения синим светом и повышающими остроту зрения [20]. Поэтому лютейн широко используется в добавках для здоровья глаз, чтобы предотвратить и облегчить возрастную дегенерацию макулярной ткани, катаракты и заболевания сетчатки нервной системы [21]. При недостаточном приеме лютеина и зеаксантина возрастает риск дегенерации макулярной ткани [22]. Среди каротеноидов астаксантин и кантаксантин демонстрируют лучшие противораковые эффекты. Исследования показали, что астаксантин значительно снижает заболеваемость раком, препятствует злокачественному распространению и метастазу раковых клеток, снижает вес и размер опухоли [23]. Астаксантин демонстрирует еще более высокую активность по борьбе с наркотиками. Исследования показывают, что апоптоз клеток, вызванный астаксантином, ассоциируется с реактивными видами кислорода (рос), а клеточная токсичность, вызванная рос, приводит к каталитическому расщеплению каспаза -3 и -9 [24]. Исследования рака предстательной железы показали, что фуоксантин и его метаболит фуоксантинол могут сдерживать рост клеток, вызывать апоптоз в клетках рака предстательной железы pc3 и активировать каспаз -3 [25]. Фуоксантин и фуоксантинол могут также вызывать остановку клеточного цикла опухоли, регулируя выражение различных молекул и пути преобразователей сигналов [26].

2. Биосинтез каротиноидов

2.1.1. Биосинтез каротеноидов

В настоящее времяПути синтеза каротеноидов в растенияхНаиболее широко изучались. В последние годы ученые провели углубленный анализ путей синтеза микроорганизмов и водорослей, обнаружив, что разные организмы имеют разные пути синтеза, что приводит к различным типам и урожайности каротеноидов [28]. Ферменты, необходимые для каротеноидного синтеза, различаются между растениями и микроорганизмами и имеют более специализированные функции в растениях. Например, ферменты, ответственные за катализацию синтеза октагидроликопена и циклизацию ликопена, в растениях выполняются двумя отдельными ферментами, в то время как в дрожжах и формовых формах этот процесс завершается одним ферментом [29-30].

Хотя микроводоросли классифицируются как низшие растения, они обладают характеристиками как более высоких растений, так и микроорганизмов, что позволяет им синтезировать широкий спектр каротеноидов. Они могут синтезировать грау-каротин и лютейн, которые являются уникальными для более высоких растений, а также каротеноиды, такие какАстаксантин и кантаксантин, которые обычно встречаются в микроорганизмах. Таким образом, микроводоросли обладают уникальными преимуществами для использования в качестве клеток-носителей каротеноидного синтеза [31]. Выяснение путей синтеза каротеноидов обеспечивает теоретическую основу для строительства заводов по синтезу каротеноидов. Синтез начинается с исходного соединения geranylgeranyl пирофосфата (GGPP). В следующем разделе кратко описывается процесс синтеза каротеноидов с использованием в качестве примера более высоких растений (рис. 2).

2.1.1 биосинтетический путь пга

Биосинтез GGPP является важным шагом в этом направленииСинтез каротеноидов, и его процесс синтеза можно просто разделить на два основных этапа: синтез прекурсора isopentenyl diфосфата (IPP) и синтез диметилаллилдифосфата (DMAPP) из IPP. В зависимости от местоположения синтеза пути синтеза IPP могут быть далее разделены на мевалонатную и дмапп пути. - дмапп; И синтез GGPP из прекурсоров IPP и DMAPP. В зависимости от места, где происходит синтез, путь синтеза IPP далее подразделяется на путь мевалоновой кислоты (MVA) [32] и путь метилэритритола фосфата (MEP) [33], которые разделены. Среди них путь два в основном находится в цитоплазменной матрице и эндоплазменной ретикуме большинства млекопитающих и дрожжевых клеток с ацетилкоэнзимом а в качестве исходного материала; Путь MEP обычно присутствует в протопластах высших растений, некоторых бактерий и водорослей [34], с 3- фосфоглицератом (GA-3-P) и пироватом в качестве исходного материала [35]. После образования ипп и дмапп каталитические шаги магистралей дсоп и мэп во многом идентичны.

2.1.2 синтез каротеноидов из пга

Начиная с GGPP, ферменты, участвующие в синтезе различных каротеноидов, включают окислительные редуктазы (EC1), такие как PDS (фитоэдесатуразы) и ZDS (ζ-carotene desaturase), ферменты трансферазы (EC2), такие как PSY (фитоэсинтазы), и изомостические ферменты (EC5), такие как LCYe (ликопен-грау-цикразы) и LCYb (Ликопен ду-киклаз- среди прочего.

Основной процесс заключается в следующем: во-первых, пмуп стимулирует синтез фитоэна, а другие каротеноиды получают из фитоэна дальнейшее развитие через дегидрогенацию и циклизацию. Пси является ключевым ограничивающим цены ферментом в этом пути, с его кодирования генов CrtB в бактериях и пси в eukaryotes. Модулирование уровня выражения или активности может регулировать поток метаболических путей [36]. Например, в масличных рапсах и картофельных клетках каллюса чрезмерная компрессия пси увеличивает общее содержание каротеноидов в клетках иСинтез грау-каротинаЗначительно улучшается [37].

Поскольку пси является однокопированным геном в большинстве растений, он является идеальной целью для улучшения содержания каротеноидов в растениях с использованием методов генной инженерии [38]. Во-вторых, октагидроликопен преобразуется в грау-каротеноид под катализатором ПСР, а грау-каротеноид преобразуется в дальнейшем1. ЛикопенПод катализатором ZDS. Гао и др. [39] пришли к выводу, что белый свет может препятствовать выражению КPPD и CPZD в мозолях грейпфрукта (Citrus paradisi), тем самым уменьшая синтез ликопена. Qin et al. [40] пришли к выводу, что после мутации гена AtPDS3 в пути арабидопса к синтезу каротеноидов уровни выражения таких генов, как AtPSY и AtZDS, значительно снизились, что привело к нарушению процесса синтеза каротеноидов и ингибированию путей синтеза хлорофилла и гиббреллина.

Ликопен может быть преобразован в различные каротеноидыПод катализатором различных ферментов: под катализатором CrtE, он может быть циклизирован, чтобы сформировать грау-каротин, который далее преобразуется в грау-каротин; Под катализатором CrtY она может быть преобразована в γ-carotene, который затем преобразуется в β-carotene. Кроме того, КБРБ может стимулировать преобразование грау-каротина в грау-каротин. Типы каротеноидов, синтезированные с помощью пга, чрезвычайно разнообразны и представляют собой важный компонент естественного синтеза каротеноидов. Глубокое понимание этого пути обеспечит теоретическую основу для проектирования, модификации и применения биосинтеза каротеноидов.

2.2 синтез от каротеноидов до ксантофилов

Метаболический путь дляСинтезирующие пигменты ксантофиллаОт каротеноидов требуется пять типов окислительных редуктазов, в Том числе LUT1 (каротеноид грау-гидроксилаза), CrtZ (грау-каротин 3- гидроксилаза), LUT5 (грау-круговая гидроксилаза), ZEP (zeaxanthin epoxidase) и VDE (violaxanthin deepoxidase). После прохождения последовательных реакций гидроксиляции, β- каротин сначала образует β-cryptoxanthin, который затем преобразуется в zeaxanthin.

Среди них обратим вспять процесс, посредством которого зиаксантин проходит через кольцевое отверстие для формирования флавохинона, который затем превращается в виоаксантин; Ферменты, катализирующие двухступенчатую реакцию вперед (т.е. реакцию циклизации), все ZEP, и реакция происходит в слабых светлых или темных условиях. В арабидопсе геном, кодирующим этот фермент, является AtABA1; Ферменты, катализирующие обратную двухэтапную реакцию (т.е. реакцию дециклизации), все ZEP, и реакция происходит при сильных условиях света; В Arabidopsis ген кодирует этот фермент AtNPQ1, и весь цикл называется lutein cycle (lutein cycle) [41]. В настоящее время были определены каталитические ферменты, используемые на каждом этапе реакции, особенно на более высоком уровне арабидопси растений (таблица 2). Объединенных наций по исследованиюКаротеноид-синтезу лютеинаПуть может быть использован для направленной эволюции или методы реагирования на стресс синтезировать конкретные типы каротеноидов.

3 строительство заводов по производству синтетических синтетических клеток на основе каротеноидов и разработка стратегий синтетической биологии

Биосинтезионный путь каротеноидов может быть разделен на пути вверх и вниз по течению, при этом основным узлом является IPP/DMAPP. Путь вверх включает синтез пис и дмапп, который может быть достигнут двумя путями: MEP и MVA. Путь вниз по течению начинается с IPP и DMAPP, проходит через многочисленные реакции и модификации, и в конечном итоге синтезирует различные каротеноиды и их - деривативы.

В настоящее времяСтроительство каротеноидаСинтез-клеточная фабрика представляет собой сложный процесс, включающий монтаж и адаптацию нескольких модулей. Это требует не только отбора соответствующих каталитических компонентов на основе целевого продукта, но и, в некоторых случаях, совершенствования надph и синтеза атпп, увеличения предложения прекурсоров пга или внедрения экзогенного способа дсоп для смягчения эффекта ингибирования обратной связи метаболических промежуточных веществ [42]. Каталитические компоненты, необходимые для путей синтеза каротеноидов, включают различные ферменты, катализирующие химические реакции этого пути, такие как синтазы, дегидрогеназы, циклозы, гидроксилазы и кетолазы. Для повышения урожайности каротеноидов необходимо максимизировать метаболический поток из субстратов в целевые продукты в клетках организма, минимизируя при этом производство несущественных побочных продуктов или метаболических промежуточных веществ. Поэтому необходимо выбрать оптимальные элементы хоста и каталитические компоненты и оптимально сочетать их с учетом различных аспектов, включая каталитические свойства, уровни выражения и адаптируемость хоста.

3.1 отбор и модификация принимающих клеток каротеноидного синтеза

Непрерывное развитие синтетических биологических технологий значительно продвинуло эффективный синтез каротеноидов и их производных в клетках шаша, таких как Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae и Yarrowia lipolytica (таблица 3). Большинство каротеноидов демонстрируют высокую гидрофобность, что приводит к значительному повреждению клеточных мембран и нарушению нормальных клеточных физиологических функций после синтеза внутри клеток [44]. Кроме того, ограниченные мембранные структуры в клетках микробных шасси также ограничивают возможности их увеличенияКаротеноиды в норме- да. Кроме того, сильные понижающие свойства каротеноидов могут вызывать реакции напряжения в шасси, приводя к значительному увеличению внутриклеточных уровней реактивного кислорода (рос) и подавлению обратной связи роста клеток [45].

Поэтому использование промышленных промоутеров для разделения роста и производства производственных штаммов [46], создание инженерных транспортеров и мембранных транспортных систем может способствовать развитиюКаротеноид эффлюкс, уменьшить нагрузку мембранной системы [47] и уменьшить эффект ингибирования обратной связи на синтез каротеноидов. Сложная внутренняя среда шасси определяет, что синтез целевых продуктов неизбежно зависит от различных внутриклеточных факторов. В частности, эндогенные несущественные гены существенно влияют на способность каротеноидного синтеза [48]. Регулирование, проектирование и изменение несущественных генов в хостовой клетке может повысить совместимость между экзогенными модулями экспрессии и их внутренней средой, улучшить клеточной толерантности и усилить метаболический поток в целевом пути.

Однако, учитывая ограниченное количество несущественных генов, которые могут быть рационально разработаны, и их ограниченное влияние на внутреннюю среду, нерациональные стратегии проектирования, такие как случайный мутагенез, необходимы для увеличения генетического и фенотипного разнообразия, ускоряя тем самым лабораторную эволюцию штаммов [49].

Системы шасий растений, которые более тесно связаны с естественными носителями продуктов с точки зрения выражения белка, послетранслирующей модификации и каталитической среды, в последние годы привлекают все большее внимание исследователей. В настоящее время исследователи могут использовать табак, помидоры и рис в качестве шасионных клеток для производства каротиноидов, таких как ликопен [50]. Например, профессор лю яогуан' команда s представила путь синтеза каротеноидов в эндосперму риса, что привело к появлению нового сорта риса, богатого рисомРазличные каротеноиды[51]. Кроме того, хламидомы рейнхардтий и синехоцисты, обладающие естественными путями синтеза каротеноидов, также являются идеальными клетками шасси растений [52].

3.2 модульная сборка и адаптация пути синтеза каротеноидов

Строительство заводов по производству каротеноидных элементов предполагает сборку нескольких модулей, а также сочетание и адаптацию таких факторов, как каталитические характеристики и уровни экспрессии между модулями пути. Конечная цель — максимизация метаболического потока от субстрата до целевого продукта при сведении к минимуму накопления несущественных побочных продуктов и метаболических промежуточных веществ [53]. Ферменты, ограничивающие скорость каротеноидного синтеза, включают CrtE, CrtI, CrtZ и CrtW, которые демонстрируют относительно широкую субstrate специфичность и могут катализировать несколько последовательных реакций. Однако ферменты, ограничивающие скорость, из разных источников могут требовать разных шагов реакции при катализации последовательных реакций, что существенно влияет на долю целевого соединения в общем содержании каротеноидов [54]. Кроме того, различия в селективности субстратов между каталитическими компонентами могут влиять на коэффициенты преобразования метаболических промежуточных веществ [55]. Поэтому эффективным способом повышения эффективности является отбор и объединение каталитических компонентов из различных источниковСинтез каротеноидовПоток и сокращение накопления метаболических промежуточных веществ [56].

Кроме того, регулировка экспрессий модуля может также усилить общий метаболический поток и ослабить шаги по ограничению скорости [57]. При модулировании интенсивности выражения модуля могут быть изменены такие факторы, как сила промоутера, номер копии и интеграционное положение модуля на хромосоме. Как правило, модули могут быть клонированы в различные плазмиды для выражения, что облегчает быстрое создание библиотек выражения с различной интенсивностью выражения и позволяет корректировать уровни выражения для различных модулей. Кроме того, комбинируя различные сильные стороны промоутера и изменяя происхождение репликации плазмид, можно увеличить разнообразие библиотеки, а также динамический диапазон интенсивности выражения модулей [58]. Для достижения целейСтабильное выражение каротеноидаГенные модули синтеза, подход интеграции генома шасси может быть принят. Положение ввода и количество копий экспрессионных модулей на хромосоме существенно влияют на общий уровень экспрессии модулей и поток пути синтеза каротеноидов.

В строительстве зданий и сооруженийФабрики по производству каротеноидных клетокДля достижения оптимальной совместимости между модулями необходимо проверить различные факторы, такие как каталитические характеристики каталитических элементов, количество генной копии, уровни экспрессии, а также расположение и порядок расположения элементов на хромосоме. Это требует строительства достаточно большой библиотеки для обеспечения требуемого охвата. Модульная метаболическая инженера (MME) может кластеровать и группировать каталитические элементы, участвующие в метаболических путях, рассматривая каждую группу каталитических элементов в качестве модуля [59]. Этот метод предполагает только балансирование экспрессионных уровней между модулями, что значительно снижает сложность конструкции завода по производству каротеноидных клеток.

4 резюме и перспективы

Каротиноиды с нимиЯркие цвета кожиИ важные биологические функции широко используются в фармацевтической, пищевой и медицинской промышленности и имеют высокую коммерческую ценность. В последние годы спрос на каротеноиды неуклонно растет. В настоящее время технология полного химического синтеза каротеноидов является отработанной и служит основным источником производства; Однако его пищевая безопасность остается неопределенной. В связи с этим все большее внимание стало уделяться строительству заводов по синтезу каротеноидов для производства соответствующей продукции. Чтобы максимизировать производственные мощности заводов по производству синтетических клеток каротеноидов, необходимо оптимизировать их дизайн и регулирование. Для эффективного решения таких вопросов, как метаболический дисбаланс и промежуточное накопление, важно создать регулятивные элементы, проектировать генные схемы для точного регулирования материальных и энергетических потоков и задействовать высокопроизводительный скрининг, фермент-дизайн, компьютерное моделирование, анализ моделей и комбинированные элементы генного контроля.

Постоянное развитие синтетических биологических технологий открыло новые возможности для строительства заводов по производству каротеноидных клеток. Это не только позволяетМодуляризация каротеноидовСвязанные с синтезами компоненты в инженерии, но и наделяют их весьма благоприятными биологическими характеристиками. Это открывает более широкие возможности для интеграции соответствующих функциональных компонентов в целях создания биологических систем с конкретными биологическими функциями и обеспечения крупномасштабного проектирования, разработки, модификации и применения. Полученные таким образом метаболические пути синтеза каротеноидов не только демонстрируют лучшую предсказуемость, но и упрощают процесс модификации и повышают эффективность традиционной метаболической инженерии. Кроме того, автоматизированный дизайн и глубокое обучение могут ускорить и оптимизировать метаболические пути проектирования и построения процессов. Предполагается, что благодаря постоянному проектированию, строительству, тестированию и обучению эта модель позволит заранее достичь желаемых результатов целевого процесса, что будет способствовать развитию более эффективных и стабильных заводов по производству искусственных синтетических клеток. Междисциплинарная интеграция многочисленных областей, несомненно, приведет строительство заводов по производству синтетических клеточных элементов на основе каротеноидов к высокопроизводительным, интеллектуальным и эффективным направлениям.

Ссылка на сайт

[1] боровицка ма. Высокоценные продукты из микроводорослей-их разработка и коммерциализация [J]. J Appl Phycol, 2013, 25(3):743-756.

[2]Han SI, Chang SH, Lee C, et al. Astaxanthin продвижение биосинтеза с pH-шоком в зеленой микроалге, Haematococcus lacustris[J]. Bioresour Technol, 2020, 314 :123725.

[3] мат, ши б, е з и др. Липидовая инженерия в сочетании с систематической метаболической инженерией Saccharomyces cerevisiae для высокопродуктивного производства ликопена [J]. М. : метаб, 2019. 52 :134 — 142.

[4] Лопес джей, катальдо вф, пенья м и др. Строить свой биопроцесс на твердом штамме-производстве грава-каротина в рекомбинатных Saccharomyces cerevisiae[J]. Фронт биотехнол, 2019, 7 :171.

[5]Sasso S, Pohnert G, Lohr M и др. Микроводоросли в постгеномную эпоху: расцветающий резервуар для новых природных продуктов [J]. FEMS Microbiol Rev, 2012, 36(4):761-785.

[6] аразем о, гомес-гомес л, родриго м и др. Оксигеназы из микробов и фотосинтетических организмов: особенности и функции [J]. IntJ Mol Sci, 2016, 17(11):1781.

[7] полиция фрейзера, брамли, пм. Использование каротеноидов в биосинтезе и питании [J]. Prog Lipid Res, 2004, 43(3):228-265.

[8]Eggersdorfer M, Wyss A. Carotenoids in human nutrition and health[J]. Arch Biochem Biophys, 2018, 652 :18 — 26.

[9]Pulz O, брутто W. ценные продукты биотехнологии микроводорослей [J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2004, 65(6):635 — 648.

[10] флаховский г, аулрих к, бохме х и др. Исследования по кормам, получаемым от генетически измененных растений (GMP)-вклад в оценку питания и безопасности [J]. Sci Technol, 2007, 133

[11] катсуда т, лабапур а, шимахара к и др. Astaxanthin производство Haematococcus pluvialis под светильником с n EDs[J] - да. Фермент Microb Technol, 2004, 35(1):81 — 86.

[12] чжан л. разведение высокопроизводительного штамма грава-каротина Blakeslea trispora и оптимизация его технологии фементации [D] - да. Ухань: уазхонский научно-технический университет, 2017.

[13] Mata-Gomez LC, Montanez JC, Mendez-Zavala A, et al. Биотехнологическое производство каротеноидов дрожжами: обзор [J]. Факт микробных клеток, 2014, 13 :12.

[14]Lado J, Zacarias L, Rodrigo MJ. Регулирование биосинтеза каротеноидов в процессе развития плода [J] - да. Субклеточная биохимия,2016, 79 :161 — 198.

[15] митри к, шегокар р, гола с и др. Лютейн нанокристаллы как антиоксидантный состав для пероральной и кожной доставки [J]. Int JPharm, 2011, 420(1):141 — 146.

[16] гонг м. исследование производства и восстановления лютеина из хлореллы вулгарис с использованием фототрофического культивирования [D] - да. Лондон: университет западного онтарио, 2017.

[17] васудева в, тенканидиюр и др. Радиозащитная эффективность лютеина при смягчении воздействия электрического луча на окислительную терапию у швейцарских мышей-альбиносов [J]. Иран J Med Sci, 2018, 43(1):41 — 51.

[18] чжан т, Дэн с, чэнь ю и др. Антиоксидантная активность и синергический эффект астаксантина и грава-каротина [J] - да. Food Ferment Ind, 2021, 47(9):8-15.

[19]Ren DD, Zhang HL, Wang XT и др. Исследование синергетической антиоксидантной активности лютейна и зеаксантина [J]. Sci Technol Food Ind, 2017, 38(17):296 — 299, 304.

[20] Fernandez-sevilla JM, Acien Fernandez FG, Molina Grima E.Biotechnological production of lutein and its applications[J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2010, 86(1):27-40.

[21] одзава и, сасаки м, такахаши н и др. Нейрозащитные эффекты лютеина в сетчатке [J]. Curr Pharm Des, 2012, 18(1):51 — 56.

[22]Hwang JS, Han SG, Lee CH и др. Лютеин подавляет вызванное гипергликемией преждевременное старение эпителиальных клеток пигмента сетчатки путем упрегуляции сирт1 [J]. J Food Biochem,2018, 42(3):e12495. DOI :10. 1111/ JFBC. 12495.

[23]Sathasivam R, Ki JS. Обзор биологической деятельности микроводорослей каротеноидов и их потенциального использования в медицинской и косметической промышленности [J]. Март наркотики, 2018, 16(1):26.

[24]Kim KN, Heo SJ, юн WJ, et al. Fucoxanthin подавляет воспалительную реакцию, подавляя активацию NF- κB и MAPKs в липополисахариде сырого 264. 7 макрофагов [J]. Eur J Pharmacol, 2010, 649(1/2/3):369-

[25]Kotake-Nara E, Terasaki M, Nagao A. характеристика апоптоза, вызванного фукокантином, в промиелоцитных лейкемиацеллах человека [J]. Biotechnol Biochem, 2005, 69(1):224-227.

[26] сатоми ю. антиопухолевая и онкопрофилактическая функция фуоксантина: амарин каротеноид [дж]. Антитансер Res, 2017, 37(4):1557 — 1562.

[27] гонг м, басси а. каротеноиды из микроводорослей: обзор последних событий [J]. Biotechnol Adv, 2016, 34(8):1396-1412.

[28] бриттон г, ляаен-енсен с, пфандер х. каротеноиды [м]. Базель: биркхаузер базель, 2004.

[29]Wang CF, Jia QY, Jia ZZ, et al. Исследование ликопеновой графы-циклоказы в адаптации к засухе в табаке [J]. J Henan Univ :Nat Sci, 2019, 49(4):444-449.

[30] цзин ю, го ф, чжан шж и др. Последние достижения в области биологического синтеза ликопена с использованием промышленных дрожжей [J]. Ind Eng Chem Res, 2021, 60(9):3485-3494.

[31]Perozeni F, Cazzaniga S, Baier T, et al. Превращение зеленой алги в красную: инженерный астаксантинский биосинтез путем внутригенного псевдогенного возрождения в хламидомонасе рейнхардтии [J]. BioRxiv, 2019, дата: 10. 1101/535989.

[32]Porter J W, Lincoln RE. Lycopersicon selections containing a high content of carotenes and colorless polyenes;the mechanism of carotene biosynthesis[J]. Арка биохем. 1950, 27(2):390 — 403.

[33] карденас-конехо Y, каршар-уикаб V, либерман м и др. De novo transcriptome последовательность в Bixa orellana для идентификации генов, участвующих в метилеритритол фосфат, каротеноид и биксин биосинтез [J]. BMC Genomics, 2015, 16 :877.

[34]Paniagua-Michel J, Olmos-Soto J, Ruiz MA. Пути биосинтеза каротеноидов в бактериях и микроводорослях [м]/. Барредо джей л. Микробные каротеноиды от бактерий и микроводорослей. Нью-Йорк :Humana Press, 2012, 1-12.

[35] вы член кнессета, ли ю джей, ким джей кей и др. Дифференцированные роли отдельных органов риса DXS и DXR, первых двух ферментов пути MEP, в каротеноидном метаболизме листьев и семян оризы сативы [J]. БМК завод биол, 2020, 20(1):167.

[36] Шивмейкер к, ши джа, дейли м и др. Специфическая для семян чрезмерная уплотнение синтазы фитоена: увеличение содержания каротеноидов и других метаболических эффектов [J]. Завод J, 1999, 20(4):401-412.

[37] песня XY. Клонирование и функциональный анализ генов синтеза грава-каротина stlcyb в картофеле [D] - да. Нанкин: наньцзинский сельскохозяйственный университет, 2015.

[38]Wang YP, Liu QC, Zhai H. выражение и регулирование генов, связанных с биосинтезом каротеноидов растений и их применением в генной инженерии растений [J]. Порода моль, 2006, 4(1):103- 110.

[39]Gao HJ, Xu J, Liu X и др. Световое воздействие на производство каротеноидов и выражение генов каротеногенеза в цитрусовых каллах четырех генотипов [J]. Acta Physiol Plant, 2011, 33(6):2485-2492.

[40] цинь г, гу г, ма л и др. Нарушение гена фитоэдесатуразы приводит к образованию альбиносов и карликовых фенотипов в арабидопсе в результате повреждения биосинтеза хлорофилла, каротеноида и гиббереллина [J]. Сотовый Res, 2007, 17(5):471-482.

[41] Garcia-Plazaola JI, Matsubara S, Osmond CB. Эпоксид лютеинского цикла на более высоких установках: его связь с другими циклами ксантофилла и возможными функциями [J]. Состав завода биол, 2007, 34(9): 759-773.

[42]Yoshida R, Yoshimura T, Hemmi H. реконструкция мевалонатного пути «археаль» от метаногенного археона метаносарцина мазея в клетках Escherichia coli [J]. Appl Environ Microbiol, 2020, 86(6):e02889-19.

[43] ван и, цю йц, лян н и др. Быстрое строительство и ориентированная эволюция клеточных заводов для биосинтеза каротеноидов [J]. Химия инденг прог, 2021, 40(3):1187 — 1201.

[44] гото с, когуре к, абэ к и др. Эффективное радикальное улавливание на поверхности и внутри фосфолипидной мембраны отвечает за высокомощную антипероксидативную активность каротеноида астаксантина [J]. Biochim Biophys Acta, 2001, 1512(2):251 — 258.

[45]Verwaal R, Jiang Y, Wang J, et al. Гетерогенное производство каротеноидов в Saccharomyces cerevisiae вызывает реакцию плейотропного стресса на устойчивость к лекарствам [J]. Дрожжи, 2010, 27(12):983-998. [46]Zhou PP, Xie WP, Yao Z, et al. Разработка термочувствительной дрожжевой фабрики с использованием технологии Gal4 в качестве протеинового переключателя [J]. Biotechnol Bioeng, 2018, 115(5):1321 — 1330.

[47] у т, и л, чжао д, и др. Инженерная мембранная морфология и манипуляционный синтез для увеличения накопления ликопенов на клеточных заводах [J]. 3 биотех, 2018, 8(6):269.

[48] чэнь и, ван и, лю м и др. Первичные и вторичные метаболические эффекты удаления ключевого гена (Δ YPL062W) в метаболически модифицированных сачаромициях цевисии, производящих терпеноиды [J]. Appl Environ Microbiol, 2019, 85(7):e01990-18. DOI :10. 1128/aem. 01990-18.

[49]Yang YF, Geng BN, Song HY, et al. Прогресс и перспективы развития немодельных промышленных бактерий как шасси клеток для биохимического производства в эпоху синтетической биологии [J]. Чин дж биотехнол, 2021, 37(3):874-910.

[50] чжэн икс, ян вс, джи-джей и др. Прогресс в области клонирования генов и генетических манипуляций биосинтезом каротеноидов [J]. Чин J Cell Biol, 2006, 28(3):442-446.

[51]Zhu QL, Zeng DC, Yu SZ, et al. От золотого риса до aSTARice: биоинженерия астаксантина биосинтеза в рисовой эндосперме [J]. Mol завод, 2018, 11(12):1440-1448.

[52] косо I, кордеро бф, варгас ма и др. Эффективное гетерологичное преобразование мутанта хламидомонаса reinhardtii npq2 с геном Zeaxanthin epoxidase, изолированным и характеризуемым от Chlorella zofingiensis[J] - да. Март наркотики, 2012, 10(9):1955-1976.

[53]Wu T, Zhang Z, Bi CH. Совершенствование производства грава-каротина в Escherichia coli путем модульного регулирования мембранного синтетического пути и морфологической инженерии [J]. Чин JBiotechnol, 2018, 34(5):703-711.

[54] лян н, чэнь с, ван и др. Изучение катализирующей специфики фитоэнодегидрогеназы CrtI в каротеноидном синтезе [J]. ACSSynth Biol, 2020, 9(7):1753-1762.

[55]Lu Q, Bu YF, Liu JZ. Метаболическая инженерия Escherichia coli для производства астаксантина в качестве преобладающего каротеноида [J]. Март лекарства, 2017, 15(10):296.

[56] хенке н, хайдер с, питерс-вендиш п и др. Производство морского каротеноида astaxanthin путем метаболической инженерии коринебактерии глутамиция [J]. Март лекарства, 2016, 14(7): 124.

[57] чжао дж., ли ки., сун т., и др. Инжиниринговые центральные метаболические модули Escherichia coli для улучшения производства грава-каротина [J]. М. : метаб инг., 2013, 17 :42 — 50.

[58] округ п, бовен д, мартен дж., и др. Прямая комбинаторная оптимизация пути [J]. ACS Synth Biol, 2017, 6(2):224 — 232.

[59]Morrone D, Lowry L, детерман MK и др. Увеличение урожайности дитерпена с модульной метаболической инженерной системой в E. coli: сравнение MEV и MEP изопреноидных прекурсоров инженерного пути [J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2010, 85(6): 1893-1906.