World Journal of Microbiology & Biotechnology (IF=3.312) 2021-11-27

印度卡林加工业技术学院 Vishakha Raina和Namrata Misra课题组 

微藻是类胡萝卜素商业化生产的潜在原料，然而，在藻类谱系中类胡萝卜素生物合成的代谢途径在很大程度上尚未得到探索。本研究首次通过生物信息学和比较基因组学方法对微藻中研究较少的甲基赤藓糖醇4-磷酸/1-脱氧-d-木酮糖5-磷酸途径以及类胡萝卜素生物合成途径相关基因和酶进行了全面研究。分析了来源于绿藻门、红藻门、异藻门、定鞭藻门、隐藻门等22 种微藻物种的候选基因/酶，及相关已知的拟南芥同源基因，以研究序列结构特性方面的进化差异。这些候选基因/酶包括403 种酶，主要涉及到胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、紫黄质、角黄质和虾青素的合成。其中，85 种是假定蛋白，其生物学作用尚未通过实验确定。通过对蛋白质家族、基因元件、内在物理化学特征、亚细胞定位、通路分析等的综合研究，成功地归类了这些假定蛋白。此外，根据保守域和基因元件，对这些酶进行了大类分类。本研究还鉴定了在微藻基因组中保守的功能特征序列。此外，还实现了三种限制盐生藻中类胡萝卜素合成的重要酶 DXR、PSY 和 ZDS 的结构建模和并获得了其结构上的活性位点。正如在 100 ns 的分子动力学模拟中所发现的那样，这些酶被证实在立体化学上是可靠和稳定的。有关单个重要酶的详细功能信息肯定有助于设计高产类胡萝卜素的转基因藻株。 

原文及链接: Genome-based identification and comparative analysis of enzymes for carotenoid biosynthesis in microalgae.

https://doi.org/10.1007/s11274-021-03188-y