Estudio de los genes de "Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma)" implicados en la conversión de ß-caroteno en astaxantina

Resumo

La astaxantina (3,3'-dihidroxi-B ,B-caroteno-4,4'-diona) es un pigmento cetocarotenoide ampliamente distribuido en la naturaleza, sobre todo en ambientes marinos, y que posee un color rosa-anaranjado; este pigmento contribuye a la coloración típica de la carne del salmón y la trucha, del caparazón de muchos crustáceos, y de las plumas de algunas aves. Debido a estas propiedades, la astaxantina se utiliza como colorante alimentario, y tiene aplicaciones en las industrias médica y farmacéutica debido a sus propiedades antioxidantes. La biosíntesis de astaxantina está limitada a unas pocas especies de bacterias, microalgas, hongos y plantas, entre los que se encuentra la levadura Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma). La ruta de síntesis de carotenoides en Phaffia rhodozyma se conoce bien hasta la síntesis de B-caroteno, pero se desconocían las actividades enzimáticas responsables de la conversión de B-caroteno en astaxantina. En un principio se pensó que en Phaffia rhodozyma deberían estar presentes genes homólogos a los que codifican las B-caroteno hidroxilasas y -caroteno cetolasas presentes en otros organismos productores de astaxantina (ctrO, crtW y crtZ); se buscaron esos genes en Phaffia rhodozyma CECT 11028 sin éxito, lo que indicó que debería ser otro tipo de actividad enzimática la responsable de la síntesis de astaxantina en P. rhodozyma. Posteriormente se vio que esa actividad era debida al producto del gen crtS, de 3166 pb de longitud e interrumpido por 17 intrones, que codifica una citocromo P-450 monooxigenasa de 557 aminoácidos. La interrupción del gen crtS en una cepa de P. rhodozyma productora de astaxantina (CECT 11028) hace que se acumule -caroteno como producto final de la carotenogénesis, lo que indica su participación en la ruta; además, la transformación de P. rhodozyma ATCC 96815 (productora de -caroteno) con el gen crtS de P. rhodozyma CECT 11028, hace que esta cepa produzca astaxantina. Por lo ta