近日，卢英华教授课题组在盐胁迫下产油微藻通过活性氧（ROS）解毒作用促进胞内脂质积累的机理研究方面取得重要进展，研究成果以“Metabolic interpretation of NaCl stress-induced lipid accumulation in microalgae for promising biodiesel production with saline wastewater”为题发表在Chemical Engineering Science期刊上（DOI：10.1016/j.ces.2023.119447）。
微藻油脂是生物柴油生产领域的重要原料之一。规模化微藻培养中，低产油率和高耗水量却使微藻生物质能源在生产源头即面临高成本制约。因此，以含盐废水取代淡水培养产油微藻，以盐度作为藻细胞脂质积累的调节因子，成为微藻生物质能源资源化循环利用的一种有效途径。然而盐分的增加是如何诱导微藻生成更多脂质的相关细胞调节机制尚不明晰。
本文探究了NaCl浓度对模式产油藻NJD-1的影响，将不同NaCl浓度下藻细胞的脂质积累和ROS含量联系起来，结合蛋白质组学和代谢组学数据，推断出盐胁迫、ROS解毒和脂质积累的关联机制，即：盐分的增加会改变细胞的渗透压，在细胞器膜中产生ROS。微藻细胞通过调控关键酶的活性，加速TCA循环和苹果酸/丙酮酸循环以产生更多的三磷酸腺苷（ATP）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH），用于ROS解毒。同时，过剩的NADPH为脂肪酸的合成提供了还原力。TCA循环的增强也可促进合成更多的乙酰辅酶A，乙酰辅酶A通过Kennedy通路进入脂肪酸合成途径，进一步转化为三酰基甘油（TAG），并积累油脂。本文展示了ROS解毒机制对盐胁迫增强脂质生成所发挥的重要作用，为工业化利用含盐废水培养微藻、制造生物柴油提供了科学指导依据。
该工作是在沈亮副教授、卢英华教授共同指导下完成，硕士生杨正和博士生陈锦良为论文的共同第一作者，哈尔滨工业大学贺诗欣教授、王远鹏教授对论文研究给予了指导和支持。论文相关研究工作得到了国家自然科学基金（22178293）和福建省自然科学基金（2022J01022）的资助。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250923010035?dgcid=author#s0125
图文来源：https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/23594.htm