在野生型Xanthophyllomyces dendrorhous中，通过刺激虾青素的生物合成，可以重新编程与氧化应激和线粒体防御相关的基因反应的转录过程

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Astaxanthin biosynthesis stimulation in wild type Xanthophyllomyces dendrorhous allows transcriptional reprogramming of genetic responses involved in oxidative stress and mitochondrial defense

虾青素生物合成调控机制研究：以解单胞菌为例，通过ABA和6-BAP+H2O2刺激，发现CYP51/CYP61/crtR等基因及CBR.1/DAP1等调控因子表达上调，同时有机酸和甘油代谢变化促进碳流转向虾青素合成，验证转录重编程与抗氧化响应协同增产的可行性。

　　

摘要

虾青素是一种具有多种有益特性的类胡萝卜素，它作为一种强效抗氧化剂，能够预防和治疗退行性疾病，而Xanthophyllomyces dendrorhous是其主要来源之一。X. dendrorhous产生的虾青素是在氧化或代谢压力下生成的。然而，为了提高虾青素的产量，需要以某种方式刺激代谢途径，从而实现相关基因的转录重编程。关于类胡萝卜素代谢途径刺激的研究提出了一个重要问题：是否可以重新编程参与氧化应激反应的基因表达，以增强虾青素的生物合成？多项研究表明，虾青素的生物合成过程受到类似于细胞色素P450还原酶（由crtR编码）的电子供体蛋白的辅助和调控。在这里，我们在两种刺激条件下评估了野生型X. dendrorhous的一些转录重编程反应：(i) 脱落酸（ABA）；(ii) 6-苯基氨基嘌呤（6-BAP）与H₂O₂的联合使用。在虾青素生物合成受到刺激的过程中，细胞色素P450基因（CYP51、CYP61和crtR）、电子供体CBR.1、P450调节因子DAP1以及线粒体防御基因（CAT、SOD、GPX和NDUFA）的mRNA水平均有所增加。在发酵38至50小时期间，使用6-BAP与H₂O₂组合时观察到了最显著的刺激效果。此外，有机酸、甘油和挥发性化合物的组成也发生了变化，从而将碳流重新导向了虾青素的生物合成。尽管如此，野生型X. dendrorhous仍然需要添加多种刺激剂。通过重新编程参与生物合成途径的基因的转录水平，以及增强缓解氧化应激的细胞反应（包括那些由细胞色素P450和线粒体损伤响应蛋白介导的反应），可以实现虾青素的过量生产。

图形摘要

虾青素是一种具有多种有益特性的类胡萝卜素，它作为一种强效抗氧化剂，能够预防和治疗退行性疾病，而Xanthophyllomyces dendrorhous是其主要来源之一。X. dendrorhous产生的虾青素是在氧化或代谢压力下生成的。然而，为了提高虾青素的产量，需要以某种方式刺激代谢途径，从而实现相关基因的转录重编程。关于类胡萝卜素代谢途径刺激的研究提出了一个重要问题：是否可以重新编程参与氧化应激反应的基因表达，以增强虾青素的生物合成？多项研究表明，虾青素的生物合成过程受到类似于细胞色素P450还原酶（由crtR编码）的电子供体蛋白的辅助和调控。在这里，我们在两种刺激条件下评估了野生型X. dendrorhous的一些转录重编程反应：(i) 脱落酸（ABA）；(ii) 6-苯基氨基嘌呤（6-BAP）与H₂O₂的联合使用。在虾青素生物合成受到刺激的过程中，细胞色素P450基因（CYP51、CYP61和crtR）、电子供体CBR.1、P450调节因子DAP1以及线粒体防御基因（CAT、SOD、GPX和NDUFA）的mRNA水平均有所增加。在发酵38至50小时期间，使用6-BAP与H₂O₂组合时观察到了最显著的刺激效果。此外，有机酸、甘油和挥发性化合物的组成也发生了变化，从而将碳流重新导向了虾青素的生物合成。尽管如此，野生型X. dendrorhous仍然需要添加多种刺激剂。通过重新编程参与生物合成途径的基因的转录水平，以及增强缓解氧化应激的细胞反应（包括那些由细胞色素P450和线粒体损伤响应蛋白介导的反应），可以实现虾青素的过量生产。

图形摘要