三种红藻光合作用色素系统的比较研究

本研究分为三个部分：1.以坛紫菜（Porphyra haitanesis Chang et Zheng）的叶状体和丝状体为研究对象，比较坛紫菜叶状体和丝状体的光合色素、色素蛋白的组成，并提取纯化藻红蛋白、藻蓝蛋白、藻胆体及类囊体膜和光系统。研究结果表明坛紫菜叶状体和丝状体色素及色素蛋白的含量不同，藻红蛋白是主要的色素蛋白，坛紫菜叶状体和丝状体的藻红蛋白的含量分别为2.9mg藻红蛋白/g鲜重、4.2mg藻红蛋白/g鲜重，这表明坛紫菜叶状体和丝状体藻红蛋白含量丰富，是提取藻红蛋白很好的材料。藻胆体的性质差异不大，但类囊体膜差异显著，从坛紫菜叶状体中分离到了两种不同的类囊体膜带，光系统Ⅰ(PSⅠ)和PSⅡ分别结合在两条类囊体膜带上，但从坛紫菜丝状体中也分离到两条类囊体膜带，它们的光谱性质和蛋白组成相似，仅放氧速率和DCIP活性有差异，从坛紫菜丝状体中我们仅分离到PSⅡ。坛紫菜叶状体PSⅡ有5种外在蛋白(33、20、Cytc 550、15、12kDa蛋白)，而坛紫菜丝状体外在蛋白仅有4条，缺少12kDa蛋白。2. 以在中国江苏部分地区进行了大规模的商业化栽培的突变体条斑紫菜（Porphyra yezoensis Ueda）和野生型条斑紫菜为研究对象，比较其色素及色素蛋白组成、对不能光质的利用率及藻胆体的组成。条斑紫菜和突变型条斑紫菜对不同的光质利用效果有差异，在白光的照射下，野生型紫菜的放氧速率最大，而突变型紫菜在黄光照射下的放氧速率最大。条斑紫菜野生型与突变型色素含量上有明显的差异,突变型紫菜的藻红蛋白含量明显减少而藻蓝蛋白的含量增加。通过杂交的方法证实诱变所获得条斑紫菜突变体为细胞质突变，但是突变型紫菜却发生了由细胞核编码的γ亚基的缺失，这表明突变型紫菜藻红蛋白含量和性质发生了明显的变化。3. 为了找出淡水红藻-深紫美芒藻(Compsopogon coeruleus (Balbis) Montagne)分布狭窄及生物产量低的原因，本文对深紫美芒藻在不同的盐离子浓度下的放氧速率及藻胆体色素组成和结构上进行研究。结果显示：微量的NaCl（0.1mM）促进深紫美芒藻放氧，而深紫美芒藻在较高的NaCl（1、10mM）, NaH2PO4 （0.1、1、10mM）和 NH4NO3（0.1、1、10mM）溶液中却没有检测到氧气的产生。这与深紫美芒藻生长的环境一致即深紫美芒藻生活在低盐浓度、低营养的泉水中。深紫美芒藻的藻胆体是由藻红蛋白、藻蓝蛋白及别藻蓝蛋白组成，上面结合α、β和γ亚基，含有藻红胆素、藻篮胆素，但缺乏缺少藻尿胆素。

坛紫菜丝状体细胞在光生物反应器中的营养增殖

紫菜作为一种经济海藻, 具有重要的经济价值和生物学价值，可作为海洋生物学研究中的模式生物。我们将生物反应器等生化工程技术用于紫菜无性丝状体细胞的培养和增殖，以实现迅速大量的为育种提供优质苗源，并为紫菜基础和应用研究提供材料、建立细胞培养技术。 适合大型藻类细胞增殖的光生物反应器需要五个基本因素：光照、温度控制、气体传输、营养物质传输、混合。针对大型藻类细胞生长特点，本文以坛紫菜(Porphyra haitanensis)丝状体为研究对象，采用本实验室自行设计的光生物反应器进行培养，得到的主要结果为： 1)摇瓶悬浮培养丝状体细胞，发现丝状体细胞营养增殖的生长特性是细胞分裂而不分开，由丝状藻丝生长为细胞团，容易聚团、贴壁。 2)本实验室开发了300 mL 鼓泡式光生物反应器。它具有结构简单、操作方便、适合藻细胞生长、制作成本廉价等特点。通过运行本系统验证了光生物反应器培养紫菜丝状体的可行性，并优化了过程参数，得到的结果为：初始密度为700 mg DCW/L，通气量为 1.2 L air min-1 L-1(vvm)，氮和磷浓度为：15 mM和0.6 mM, 培养时间为20天。在此培养条件下坛紫菜丝状体最大生物产量达到4000 mg DCW/L。 3)将鼓泡式光生物反应器的实验体系扩大到2500 mL，研究了不同光强及光周期对丝状体细胞生长的影响，结果发现光暗周期为14h light/10h dark、光强为80 μmol m-2s-1是最佳光照条件，最大生物量4350mg DCW/L。 4)对光生物反应器体系进行改进，设计了2500 mL气升式光生物反应器，进行了鼓泡式光生物反应器和气升式光生物反应器对坛紫菜丝状体细胞培养的比较研究，发现气升式光生物反应器更适合丝状体的生长，最大生物产量达到4850 mg DCW/L。

不同分子量坛紫菜多糖的制备及其抗衰老活性研究

坛紫菜（Porphyra haitanensis），属红藻门（Rhodophyta），红毛菜科（Bangiacease）紫菜属（Porphyra），是我国大规模养殖的重要经济海藻之一，主要产于我国南方沿海如福建、广东、浙江等地。紫菜作为中药，具有“补肾养心，利水消肿”的功效，实验室前期所作的工作表明，坛紫菜多糖具有良好的抗衰老作用。分子量对多糖生物活性有重大影响，本文以福建沿海的坛紫菜为原料，对坛紫菜多糖（P）的降解方法和该紫菜多糖的抗衰老活性与分子量的关系展开了研究。 本论文首次将植物生长发育过程中发生的抗坏血酸和过氧化氢反应体系应用于坛紫菜多糖的降解。抗坏血酸和过氧化氢的浓度及两者的比例是该降解方法的主要影响因素。采用该法制备了分子量分别为50、30、13、8.2和2.7 kD 的P1、P2、 P3、P4和P5五种产品。其中P1、P2和P3产品的红外图谱与原料多糖的红外图谱一致，表明这两种多糖的化学结构在降解过程中并未发生改变，而P4和P5样品的红外图谱显示该样品中出现了少量的羧基。 本论文还首次对各产物进行了抗氧化、免疫调节、抗疲劳、延长寿命、抗老年痴呆等活性的筛选与研究，具体结果如下： 采用化学法对五种降解多糖和原料多糖的抗氧化活性进行研究。结果表明分子量对坛紫菜多糖清除各种自由基能力的影响是不同的。降解之后，坛紫菜多糖清除超氧阴离子的能力有所下降，与金属离子的螯合能力几乎全部丧失，但是多糖清除羟基自由基的能力变化甚微。降解之后，坛紫菜多糖清除有机自由基的能力和还原能力显著提高，随分子量的降低这两种能力明显加强，其中P4样品清除有机自由基能力最强，而分子量最小的P5样品还原能力最突出。 通过测定T、B淋巴细胞增殖率考察了五种降解多糖和原料多糖的免疫调节作用。研究表明：不同分子量坛紫菜多糖均具有免疫调节作用，可显著促进小鼠脾脏T淋巴细胞增殖，显著抑制小鼠脾脏B淋巴细胞增殖。P2和P4样品效果强于其它降解产品和原料。 通过测定小鼠游泳和爬杆时间考察了三种降解多糖P1、P2、P4和原料多糖的耐疲劳作用。研究表明：坛紫菜多糖降解产品耐疲劳作用要优于原料多糖P。P1、P2和P4通过提高小鼠肝糖原储备从而达到显著延长小鼠爬杆时间和负重游泳时间的功效。 通过测定D. melanogaster果蝇寿命、热耐受时间和性活力考察了三种降解多糖P1、P2、P4和原料多糖对寿命及生命活力的影响。研究表明：分子量对坛紫菜多糖对果蝇的寿命和生命活力有很大影响。降解使坛紫菜原料多糖P对果蝇的延长寿命和提高生命活力作用得到加强。在果蝇正常代谢状态下，降解产品中分子量较大的P1和P2作用更显著，而在热应激状态下，降解产品中分子量较小的P4作用更突出。 采用小鼠侧脑室注射Aβ1-40致痴呆模型考察了样品P1改善认知功能的作用。研究表明：P1通过降低皮层和海马组织乙酰胆碱酯酶活性，显著提高乙酰胆碱转移酶的活性，有效改善痴呆小鼠的认知能力，使之水迷宫游泳时间缩短，使避暗潜伏期延长。 为探讨P1样品改善小鼠认知功能的作用机制，本文采用Aβ25-35损伤神经母细胞瘤株SH-SY5Y模型对P1样品的神经细胞的保护作用进行了研究。结果显示低浓度下P1对该损伤模型具有显著保护作用，高浓度下表现出显著的抑制作用。 本文的研究表明坛紫菜多糖在降解之后生物活性得到显著改善。分子量对坛紫菜多糖活性影响很大。总的看来，在体外实验中，分子量越低其体外抗氧化活性和免疫调节作用越显著，但是，在体内实验中，降解产品中分子量最大的P1样品能更有效地改善小鼠疲劳程度、延长果蝇的寿命及热耐受时间，P1样品还能显著改善痴呆小鼠记忆功能。不同分子量坛紫菜多糖体内和体外生物活性的这种差异还需要进行深入研究。

紫菜壳孢子萌发过程及其世代差异研究

紫菜是一类海洋藻类研究的模式系统，具有重要的经济价值和理论研究意义。本研究基于紫菜的世代交替生活史，对其壳孢子萌发过程进行了研究，并对丝状孢子体与叶状配子体的世代差异进行了分析，主要包括以下三部分： 1） 对紫菜丝状孢子体与叶状配子体的连接枢纽——壳孢子的发育过程及其光影响进行了研究与讨论，发现壳孢子只有在附着后才能形成细胞壁并发育，说明壳孢子的附着是触发了壳孢子细胞壁的形成以及后期发育的开关，亦即附着是触发紫菜世代交替过程中配子体转录组表达的开关；纤维素酶和果胶酶均能抑制壳孢子附着，但影响机制各不相同，推测果胶质主要介导壳孢子的初始附着，而纤维素则与永久附着相关；波长≥580 nm的高强度（200 μmol•m-2•s-1）可见光有利于壳孢子早期发育。 2） 结合现有藻类数据，对坛紫菜丝状孢子体阶段11000 EST数据进行了大规模的生物信息学分析，结果首次发现坛紫菜丝状孢子体中可能存在PCK型C4光合固碳途径，并筛选出44条在紫菜孢子体中表达上调的代表基因。 3） 结合坛紫菜、条斑紫菜、海带和红毛菜，对红藻和褐藻等大型海藻孢子体与配子体阶段代表基因Rubisco的表达与羧化酶活性差异进行了研究分析，结果表明Rubisco的表达量和初始羧化酶活在其配子体中均显著高于其孢子体世代，即与藻体不同世代的相对复杂度无关，而与染色体倍性相关，说明Rubisco的世代差异极有可能与染色体倍性相连锁，因而可能是海藻世代交替过程中的重要功能基因。

海洋藻类功能性蛋白质的纯化、鉴定及其应用的研究

使用膨化柱和离子交换或羟基磷灰石柱层析相结合的方法，分别从多管藻、坛紫菜及钝顶螺旋藻中分离纯化了R-藻红蛋白溶液和C-藻蓝蛋白。光谱检测及电泳分析结果证明完全符合经典的藻胆蛋白纯度标准。彭化床最突出的优点是克服了常规分离方法堵塞色谱柱的难题，纯化速度快、产量高、不需要常规色谱方法所要求的填料的平衡及粗提液的预处理，仅需一步操作就可以得到满足一般食品添加剂纯度要求的藻胆蛋白，极大地简化了后续的纯化程序，减少了分离纯化的步骤和时间，而其产率及纯度均高于常规的藻胆蛋白分离方法。这同时也降低了藻胆蛋白分离纯化的成本。 本文通过戊二醛或环氧氯丙烷交联的方法，合成了四种壳聚糖-氨基酸共聚小球。并选取吸附性好的戊二醛交联孔球和戊二醛交联微球系统测定了其对R-藻红蛋白和C-藻蓝蛋白的吸附和缓释性能。 纯化了藓羽藻中与其细胞器团聚密切相关的一种凝集素并进行了部分性质的鉴定。N端前15个氨基酸序列及LC-ESI-MS质谱分析结果证明此凝集素属于一种新的蛋白质族。实验证明，凝血活性与细胞器团聚活性并不完全依赖于此凝集素分子相同的结构域。 通过异双功能试剂SPDP处理藓羽藻凝集素使之衍生化，DTT处理R-PE在其分子内引入外源巯基，然后将活化的R-藻红蛋白与凝集素进行交联反应。交联产物经凝胶过滤纯化并检测，但电泳及荧光显微镜检测结果并不能证明交联探针的成功制备。

条斑紫菜孢子体与配子体PSII的特性以及单颗粒分析

选择条斑紫菜（Porphyra yezoensis）两个不同发育阶段（孢子体和配子体）作为研究对象，分别从孢子体与配子体的类囊体膜上分离到具有高放氧活性的PSII复合物。配子体PSII复合物的放氧活性为2269.77±152.94 μmolO2/chl(mg).h，孢子体PSII复合物的放氧活性为2256.33±141.81 μmolO2/chl(mg).h。对分离到的PSII复合物的稳定性和放氧活性进行了研究，结果表明：孢子体和配子体的PSII复合物，在4℃条件下保存比-80℃下放氧活性高，稳定性高。配子体跟孢子体比较，在-80℃保存条件下第六天就已经没有放氧活性，而此时-80℃下孢子体PSII复合物仍然具有放氧活性。同时对4℃下保存的PSII复合物进行分子筛柱层析，室温吸收光谱测定以及放氧活性测定，发现随着放氧活性逐渐降低的同时，蛋白大分子有聚合现象。室温吸收光谱表明经过长期的保存，吸收峰向短波长方向偏移，同时叶绿素易降解成为脱镁叶绿素。分别测定了配子体与孢子体PSII复合物的SDS-PAGE电泳蛋白条带的氨基酸序列，配子体PSII复合物经过SDS-PAGE电泳后的蛋白条带，经过质谱测定，鉴定出CP-47、D2、D1蛋白。孢子体PSII复合物，经过SDS-PAGE电泳后的蛋白条带，经过质谱分析鉴定出CP-47、CP-43、D2、D1蛋白。CP-47， CP-43蛋为PSII反应中心叶绿素P680的脱辅基蛋白，D1 与D2蛋白为PSII的反应中心蛋白。对纯化的PSII复合物，并首次采用单颗粒技术分析比较其形态结构，电镜观察证实纯化的PSII复合物为二聚体，颗粒大小约为13nm×7.8nm，经过计算总分子量约为500kDa，但是孢子体与配子体的PSII复合物在形态上有轻微差别，配子PSII复合物要略宽于孢子体复合物，孢子体PSII复合物周边棱角形较配子体明显。

红毛菜发育过程及其生理基础

红毛菜（Bangia Lyngb.）属于红藻门，与紫菜属同属红毛菜科，其味道和营养都优于紫菜。目前红毛菜栽培产业已在我国福建莆田展开，但栽培技术还有待提高。海藻栽培技术的发展和成熟依赖于对其生长发育过程的认识。本研究针对红毛菜发育过程及相关光合生理展开，并初步探讨了一采自山西娘子关泉淡水红毛菜群体（FWB）的系统地位。 色素突变标记的壳孢子萌发特征表明最初两次分裂产生的4细胞决定了完整植株的形态建成。成熟植株，为雌雄异体。雌性生殖器果胞的标志性分化结构为原始受精丝，环境因子是促发原始受精丝发展的外部因素，其膨大程度随受精的延迟而增大。原孢子是主要的无性生殖孢子类型，在不良环境中，藻体也会形成内生孢子或休眠包囊，或者藻体断裂后重新形成完整的植株。 红毛菜的生长发育很大程度上受环境因子的控制。高温不利于配子体的发育，15-20 ºC比较适宜。红毛菜无性繁殖的最适温度-光照组合为20 ºC-8 h，有性繁殖为15 ºC-12h。 不同发育阶段，PSII实际光合效率（Y(II)）与细胞的健康状况以及光合器官完整性及其在细胞内的分布有关，而与细胞的类型关系不大。健康的假根细胞、已分化未成熟的精子以及果孢子细胞均具有很高的Y(II)。色素体由中间位变为围周位，中央大液泡（营养藻丝）和大小纤维囊泡（成熟孢子与精子）的产生，使得细胞Y(II)降低。刚放散的壳孢子Y(II)很低，说明在壳孢子由贝壳基质释放到自由水体过程，光合作用受到一定程度抑制；而2h后，Y(II)开始恢复，rbcL的转录水平非常高，为孢子的萌发储备物质和能量需求。 在失水和低盐胁迫下，藻体均维持较高的Y(II)。干出处理至藻体重量不再变化，复水后Y(II)可回复初始水平。海生红毛菜在100％淡水培养基中（约20ºC）培养7天后，部分雄性藻体依然活着。从而体现了红毛菜位居高潮带的生理优势。 FWB终生行无性繁殖，藻体形态与发生以及染色体数目（4条）与海生群体没有区别。而rbcL-rbcS Spacer序列显示，红毛菜海生群体（无性和有性）具有完全相同的序列，而FWB与它们有5bp差异，但是与欧洲、北美地区的淡水群体仅1bp不同，初步说明所有淡水红毛菜群体具有共同的原始起源。

坛紫菜中藻胆蛋白和多糖的化学结构特征研究

本文对北移坛紫菜（Porphyra haitanensis）中的藻胆蛋白和多糖进行了深入的研究，并发现其化学结构特征与南方坛紫菜存在一定差异，其主要结果如下：坛紫菜的水溶性色素粗提物经过耱酸铵沉淀和羟基磷灰石（HA）柱层析后，分离到三种藻胆蛋白，即藻蓝蛋白（RPC）、藻红蛋白（RPE）和变藻蓝蛋白（APC）。在中性介质中，其吸收光谱和荧光发射光谱与文献报告基本一致，但在酸性（PH_3）或碱性（PH_(12)）介质中，吸收光谱有明显改变，原有的荧光性质也消失。RPC和APC只分离到一种聚集体，但RPE有两种不同的聚体，用Sephadex G-100凝胶过滤方法，测得藻胆蛋白的分子量分别为：RPC 117，000，APC 122，000，小分子RPE 34，000，大分子RPE 232，000。 而且RPE的两种聚集体的吸收光谱、荧光光谱以及等电点等物理性质都有所差异。对RPE的氨基酸分析结果表明，以天冬氨酸、丙氨酸和谷氨酸为主，且酸性氨基酸的含量大于碱性基酸的含量。用分级法对南北方两种坛紫菜的热水和冷水提取多糖进行了层析分级，用~(13)C-NMR和红外光谱研究了各级分的化学结构特征，南北方坛紫菜琼胶分别主要由用1.0M和0.5M NaCl从DEAE-Sephadex A50层析柱洗脱下的带电荷的琼胶分子组成，~(13)C-NMR谱图表明坛紫菜主要由琼胶糖结构及其生物前体（硫酸基结合在L-半乳糖的第6位碳上）构成，且甲基化琼胶糖在南方坛紫菜中的含量明显比北移坛紫菜高，这是坛紫菜由南方移植北方后的明显差异，这种差异对于进一步研究坛紫菜的生理学特点是有意义的。

Extraction of the polysaccharides from five algae and their potential antioxidant activity in vitro

The sulfated polysaccharides extracted from algae possess excellent antioxidant activities. In this study, we prepared five polysaccharides extracted from five algae including one brown alga Laminaria japonica. one red alga Porphyra haitanensis and three green algae Ulva pertusa, Enteromorpha linza and Bryopsis plumose. And then the antioxidant activities of all the samples were investigated including scavenging effects of superoxide and hydroxyl radicals, and reducing power. The chemical analysis and FT-IR spectrum showed these extracts were polysaccharides. And in addition, we found that certain polysaccharide exhibited stronger antioxidant activity in certain antioxidant activity. Factors effecting and attributing to radical scavenging effect need to be further studied. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Wave action modifies the effects of consumer diversity and warming on algal assemblages

To understand the consequences of biodiversity loss, it is necessary to test how biodiversity-ecosystem functioning relationships may vary with predicted environmental change. In particular, our understanding will be advanced by studies addressing the interactive effects of multiple stressors on the role of biodiversity across trophic levels. Predicted increases in wave disturbance and ocean warming, together with climate-driven range shifts of key consumer species, are likely to have profound impacts on the dynamics of coastal marine communities. We tested whether wave action and temperature modified the effects of gastropod grazer diversity (Patella vulgata, Littorina littorea and Gibbula umbilicalis) on algal assemblages in experimental rock pools. The presence or absence of L. littorea appeared to drive changes in microalgal and macroalgal biomass and macroalgal assemblage structure. Macroalgal biomass also decreased with increasing grazer species richness, but only when wave action was enhanced. Further, independently of grazer diversity, wave action and temperature had interactive effects on macroalgal assemblage structure. Warming also led to a reversal of grazer-macroalgal interaction strengths from negative to positive, but only when there was no wave action. Our results show that hydrodynamic disturbance can exacerbate the effects of changing consumer diversity, and may also disrupt the influence of other environmental stressors on key consumer-resource interactions. These findings suggest that the combined effects of anticipated abiotic and biotic change on the functioning of coastal marine ecosystems, although difficult to predict, may be substantial.

Consistent effects of consumer species loss across different habitats

Our knowledge of the effects of consumer species loss on ecosystem functioning is limited by a paucity of manipulative field studies, particularly those that incorporate inter-trophic effects. Further, given the ongoing transformation of natural habitats by anthropogenic activities, studies should assess the relative importance of biodiversity for ecosystem processes across different environmental contexts by including multiple habitat types. We tested the context-dependency of the effects of consumer species loss by conducting a 15-month field experiment in two habitats (mussel beds and rock pools) on a temperate rocky shore, focussing on the responses of algal assemblages following the single and combined removals of key gastropod grazers (Patella vulgata, P. ulyssiponensis, Littorina littorea and Gibbula umbilicalis). In both habitats, the removal of limpets resulted in a larger increase in macroalgal richness than that of either L. littorea or G. umbilicalis. Further, by the end of the study, macroalgal cover and richness were greater following the removal of multiple grazer species compared to single species removals. Despite substantial differences in physical properties and the structure of benthic assemblages between mussel beds and rock pools, the effects of grazer loss on macroalgal cover, richness, evenness and assemblage structure were remarkably consistent across both habitats. There was, however, a transient habitat-dependent effect of grazer removal on macroalgal assemblage structure that emerged after three months, which was replaced by non-interactive effects of grazer removal and habitat after 15 months. This study shows that the effects of the loss of key consumers may transcend large abiotic and biotic differences between habitats in rocky intertidal systems. While it is clear that consumer diversity is a primary driver of ecosystem functioning, determining its relative importance across multiple contexts is necessary to understand the consequences of consumer species loss against a background of environmental change.

Effects of N supply on the accumulation of photosynthetic pigments and photoprotectors in Gracilaria tenuistipitata (Rhodophyta) cultured under UV radiation

We have studied the effects of nitrate supply under photosynthetic active radiation (PAR) plus ultraviolet radiation (UVR) exposure on photosynthetic pigments (chlorophyll a and carotenoids), photoprotective UV screen mycosporine-like amino acids (MAAs), and photosynthetic parameters, including the maximum quantum yield (F(v)/F(m)) and electron transport rate (ETR) on the red agarophyte Gracilaria tenuistipitata. Apical tips of G. tenuistipitata were cultivated under ten different concentrations of NO(3)(-) for 7 days. It has been shown that G. tenuistipitata cultured under laboratory conditions has the ability to accumulate high amounts of MAAs following a nitrate concentration-dependent manner under PAR+UVR. Two MAAs were identified, shinorine and porphyra-334. The relative concentration of the first increased under high concentrations of nitrate, while the second one decreased. The presence of antheraxanthin is reported for the first time in this macro-algae, which also contains zeaxanthin, lutein, and beta-carotene. The accumulation of pigments, photoprotective compounds, and photosynthetic parameters of G. tenuistipitata is directly related to N availability. All variables decreased under low N supplies and reached constant maximum values with supplements higher than 0.5 mM NO(3)(-). Our results suggest a high potential to acclimation and photoprotection against stress factors (including high PAR and UVR) directly related to N availability for G. tenuistipitata.

Palythine-threonine, a major novel mycosporine-like amino acid (MAA) isolated from the hermatypic coral Pocillopora capitata

Using a high-resolution reverse-phase liquid chromatography method we found that the tissues of the hermatypic coral Pocillopora capitato (collected in Santiago Bay, Mexico) contain a high diversity of primary and secondary mycosporine-like amino acids (MAAs) typical of some reef-building coral species: mycosporine-glycine, shinorine, porphyra-334, mycosporine-methylamine-serine, mycosporine-methylamine-threonine, palythine-serine, palythine and one additional novel predominant MAA, with an absorbance maximum of 320 nm. Here we document the isolation and characterization of this novel MAA from the coral A capitata. Using low multi-stage mass analyses of deuterated and non deuterated compounds, high-resolution mass analyses (Time of Flight, TOF) and other techniques, this novel compound was characterized as palythine-threonine. Palythine-threonine was also present in high concentrations in the corals Pocillopora eydouxi and Stylophora pistillata indicating a wider distribution of this MAA among reef-building corals. From structural considerations we suggest that palythine-threonine is formed by decarboxylation of porphyra-334 followed by demethylation of mycosporine-methylamine-threonine. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Analysis of expressed sequence tags from the agarophyte Gracilaria tenuistipitata (Rhodophyta)

A total of 3,631 expressed sequence tags (ESTs) were established from two size-selected cDNA libraries made from the tetrasporophytic phase of the agarophytic red alga Gracilaria tenuistipitata. The average sizes of the inserts in the two libraries were 1,600 bp and 600 bp, with an average length of the edited sequences of 850 bp. Clustering gave 2,387 assembled sequences with a redundancy of 53%. Of the ESTs, 65% had significant matches to sequences deposited in public databases, 11% to proteins without known function, and 35% were novel. The most represented ESTs were a Na/K-transporting ATPase, a hedgehog-like protein, a glycine dehydrogenase and an actin. Most of the identified genes were involved in primary metabolism and housekeeping. The largest functional group was thus genes involved in metabolism with 14% of the ESTs; other large functional categories included energy, transcription, and protein synthesis and destination. The codon usage was examined using a subset of the data, and the codon bias was found to be limited with all codon combinations used.

Valorización de la biomasa de macroalgas en acuicultura multitrófica integrada (AMTI): aplicaciones en cosmética y nutraceútica (fotoprotectores y antioxidantes)

[ES] La radiación UV puede producir efectos perjudiciales en la salud humana. Los fotoprotectores tópicos reducen las dosis eritemáticas aminorando el daño potencial de la radiación UV. Inicialmente las cremas fotoprotectoras se diseñaron para filtrar la radiación UV-B (l=280-320 nm) por su efecto fotocarcinogénico, pero actualmente también se incluyen filtros contra la radiación UV-A (l=320-400 nm), porque al favorecer el daño oxidativo esta banda de radiación tiene un efecto directo sobre el fotoenvejecimiento de la piel pero también indirecto sobre la fotocarcinogénesis. Entre las nuevas sustancias naturales con alta capacidad de filtración de UV-A y con propiedades antioxidantes se encuentran los aminoácidos tipo micosporina (MAAs) presentes especialmente en macroalgas rojas. Los MAAs se estimulan por radiación UV y al ser sustancias nitrogenadas, el contenido interno está también modulado por la disponibilidad de nitrato o amonio. Se ha conseguido duplicar los contenidos internos de MAAs en algas crecidas en altas concentraciones de amonio (>150). Por otro lado se ha demostrado una alta capacidad antioxidante en varios MAAs aislados de líquenes (micosporina-glicina) y de algas rojas (porphyra-334, chinorina y asterina-330). Estas dos propiedades, alta capacidad de filtración de la radiación UV y actividad antioxidante, hacen que los MAAs sean unos excelentes candidatos para su aplicación como fotoprotectores en preparados cosméticos. La limitación se encuentra en la necesidad de producir y garantizar biomasa suficiente para la extracción del producto. La recolección de algas del medio natural resulta insostenible y está sujeta a variaciones estacionales. Ahí es donde la acuicultura multitrófica integrada (AMTI) aparece como una estrategia alternativa muy interesante ya que los nutrientes (especialmente amonio) de los efluentes de las acuiculturas animales son aprovechados por las macroalgas para incrementar la producción de biomasa e inducen la acumulación de compuestos nitrogenados entre los que se encuentran los MAAs.