افزايش توليد آستاگزانتين در مخمر گزانتوفيلومايسس دندروروس با استفاده از دي‌اكسيد تيتانيوم

Overproduction of Astaxanthin by the yeast Xanthophyllomyces dendrorus using Titanium dioxide

كاروتنوئيدها به عنوان يكي از رنگدانه هاي مهم طبيعي توسط گياهان و برخي ميكروارگانيسم ها از جمله مخمرها توليد مي گردند و داراي عملكرد زيستي متعدد از جمله مقابله با اثرات اكسيداتيو در موجودات زنده را بازي مي نمايد. از بيش از هزار ساختار مختلف كاروتنوئيدي گزارش شده، كاروتنوئيد آستاگزانتين بعنوان يكي از آنتي اكسيدانت هاي قوي با توان بالاي خاموش نمودن راديكال هاي آزاد در محيط پيراموني ثبت شده است. در اين تحقيق از تركيب دي اكسيد تيتانيوم بعنوان تركيب ايجاد كننده شرايط تنش اكسيداتيو با واسطه توليد راديكال هاي آزاد جهت بررسي اثر آن بر توليد توده كل سلولي و آستاگزانتين مخمر گزانتوفيلومايسس دندروروس استفاده گرديد. در ابتدا اثر غلظت دي اكسيد تيتانيوم بر زندماني مخمر تعيين و سپس بهينه غلظت آن در توليد كاروتنوئيد آستاگزانتين مورد مطالعه قرار گرفت. بدين منظور دو كشت مخمري تيمار شده و بدون تيمار بعنوان كنترل در سه تكرار بررسي و مورد استفاده قرار گرفت. نتايج بدست آمده بيانگر اثر قابل توجه دي اكسيد تيتانيوم بر افزايش توليد آستاگزانتين بدون اثر قابل توجه بر ميزان توده سلولي بود. يافته هاي بدست آمده بيانگر آن است كه تركيب دي اكسيد تيتانيوم بعنوان محرك در مسير سنتز كاروتنوئيد آستاگزانتين تركيبي مناسب جهت بهره برداري در توليد آستاگزانتين مخمري بوده و از طرفي مي تواند جهت بررسي الگوي بيان ژن هاي دخيل در توليد آستاگزانتين و مطالعات دقيق تر چرخه سنتزي اين رنگدانه باارزش مورد استفاده باشد.

Carotenoids, as one of the important natural pigments, are produced by plants and some microorganisms, including yeasts, and have multiple biological functions, including combating oxidative effects in living organisms. Of more than a thousand different carotenoid structures reported, the carotenoid astaxanthin has been recorded as one of the strong antioxidants with a high ability to quench free radicals in the surrounding environment. In this research, the compound of titanium dioxide was used as a compound that creates oxidative stress conditions through the production of free radicals and was investigated its effect on the production of total cell biomass and astaxanthin of the yeast Xanthophyllomyces dendrorus. First, the effect amount of titanium dioxide concentration on the survival of yeast was determined and then its optimal concentration in the production of carotenoid astaxanthin was studied. For this purpose, two treated and untreated yeast cultures were examined and used as controls in three replicates. The obtained results showed a significant effect of titanium dioxide on increasing the production of astaxanthin without a significant effect on the amount of cell biomass. The obtained findings indicate that the combination of titanium dioxide as a stimulant in the synthesis of carotenoid astaxanthin is a suitable compound for use in the production of yeast astaxanthin, and also, to be used to investigate the expression pattern of genes involved in astaxanthin production and more detailed studies of the its synthetic pathway of this valuable pigment.