Каковы источники каротеноидов?

Каротеноиды, благодаря своим антиоксидантным и антиканцеровым свойствам, 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 внимания питанию и здоровью и повышению спроса 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 молекул каротеноидов имеют в своем молекулярном скелете конфузированную цепочку полиэновых соединений C40 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 salina могут синтезировать астаксантин и грау-каротин, соответственно; 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 состоит из трех оптических изомеров: 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 в силу их сильных антиоксидантных свойств играют очень важную роль в защите от антиоксидантов (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 зеаксантин являются важными компонентами пигмента макулярной области роговицы человека, защищая сетчатку от повреждений синего света и повышая 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

Наиболее подробно изучались пути синтеза каротеноидов в растениях. 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 как астаксантин 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 важнейшим шагом в каротеноидном синтезе, и процесс его 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 в себя окидоредуктазы (EC1), такие как PDS (phytoene desaturase) и ZDS (ζ-carotene desaturase), ферменты трансферазы (EC2), такие как PSY (phytoene synthase), и изомостические ферменты (EC5), такие как LCYe (lycopene ε-cyclase) и LCYb (lycopene β-cyclase), среди прочих.

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 каллюсовых тканях чрезмерная компрессия образующего пси увеличивает общее содержание каротеноидов в клетках, а также значительно улучшается гравитационного синтеза каротина [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 гравюротеноид под катализатором ПТД, а гравюротеноид преобразуется в ликопен под катализатором ПДД. 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 каротиноиды под 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 синтеза ксантофильных пигментов из каротиноидов требует пяти типов окислительных редуктазов, в Том числе лют1 (каротиноидная грау-гидроксилаза), CrtZ (грау-каротиноидная 3- гидроксилаза), LUT5 (парагиноидная гидроксилаза), ZEP (зоаксантонная эпоксидаза) и VDE (виоаксантонная дипоксидаза). 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). Исследование путей синтеза каротеноидов в лютеин может быть использовано для направленной эволюции или методов реагирования на стресс для синтеза конкретных типов 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.

Строительство завода по производству синтетических клеточных элементов на основе каротеноидов представляет собой сложный процесс, связанный со сборкой и адаптацией 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 для повышения урожайности каротеноидов. 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].

Таким образом, использование промышленных промоутеров для разделения роста и производства производственных штаммов [46], создание инженерных транспортеров и мембранных транспортных систем vesicle, может способствовать развитию carotenoid efflux, уменьшить нагрузку мембранных систем [47] и уменьшить эффект обратной связи ингибирования 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 ввела путь синтеза каротеноидов в эндосперму риса, что привело к появлению нового сорта риса, богатого различными каротеноидами [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 отбор и комбинирование каталитических компонентов из различных источников является эффективной стратегией увеличения потока синтеза каротеноидов и сокращения 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 стабильного выражения генов путей синтеза каротеноидов может быть принят подход интеграции генома шасси. Положение ввода и количество копий экспрессионных модулей на хромосоме существенно влияют на общий уровень экспрессии модулей и поток пути синтеза каротеноидов.

При строительстве заводов по производству каротеноидных элементов для достижения оптимальной совместимости между модулями необходимо проверять различные факторы, такие как каталитические характеристики каталитических элементов, количество генной копии, уровни экспрессии, а также интеграционные позиции 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

Каротеноиды с их яркими цветами и важными биологическими функциями 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 позволяет модулизировать компоненты, связанные с каротеноидными синтезами, в машиностроении, но и придает им весьма благоприятные биологические характеристики. 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.