Resumo

La levadura Xanthophyllomyces dendrorhous sintetiza astaxantina como principal carotenoide, utilizada en la industria acuícola y farmacéutica. La producción industrial de astaxantina natural a partir de X. dendrorhous se ve limitada por la baja productividad de pigmento en cepas silvestres. Los carotenoides y esteroles son derivados del isopentenil pirofosfato (IPP), siendo el ergosterol un componente principal en la membrana de hongos. La biosíntesis de IPP en esta levadura a su vez deriva de la vía del mevalonato (MVA). Ésta vía genera precursores comunes de la vía biosintética de ergosterol y carotenoides por lo que es de interés estudiar los pasos limitantes en el control del flujo metabólico de la vía del MVA. Entre ellos destaca el paso catalizado por la enzima HMG-CoA reductasa (HMGR), la cual es regulada a nivel transcripcional por esteroles en otros organismos. En este trabajo, cepas de X. dendrorhous mutantes CYP61, (cyp61-) afectadas en la biosíntesis de ergosterol, y sus cepas parentales silvestres fueron cultivadas en medio YM por 5 días a 22°C. El crecimiento fue medido por D.O. 600 nm del cultivo y se tomaron muestras luego de 24, 72 y 120 h de cultivo. Las muestras se procesaron para determinar mediante espectrofotometría y RP-HPLC i) contenido y composición de esteroles, ii) contenido y composición de carotenoides y iii) expresión relativa del gen HMGR cuantificada por RT-qPCR. Las mutantes cyp61-, efectivamente son incapaces de producir ergosterol, acumulando principalmente ergosta 5,8,22-trien-3-ol y ergosta 5,8-dien-3-ol. Además presentaron un mayor contenido de esteroles totales entre un 30-90% en relación a sus cepas parentales. Las cepas cyp61- evidencian una tonalidad anaranjada más intensa que sus respectivas cepas parentales, debido a que las cepas cyp61- producen entre un 30-100 % más de carotenoides que sus respectivas cepas parentales. Finalmente, la expresión del gen HMGR es diferente entre las cepas cyp61- y sus parentales. Las cepas silvestres mostraron una expresión relativamente constante, pero en las mutantes cyp61- ésta incrementa en la curva de crecimiento, alcanzando niveles entre 2-5 veces mayor respecto a las cepas silvestres luego de 120 h de cultivo. Estos resultados sugieren que en X. dendrorhous, la expresión del gen HMGR estaría regulada por ergosterol, modulando la producción de carotenoides y esteroles.