Diadinoxanthin and diatoxanthin isolation from marine diatom Phaeodactylum tricornutum

Diadinoksantyna i diatoksantyna to barwniki ksantofilowe, które pełnią istotną rolę w ochronie aparatu fotosyntetycznego okrzemek P. tricornutum, przed nadmiarem energii świetlnej. Celem niniejszej pracy była izolacja wymienionych barwników ksantofilowych z P. tricornutum, z wykorzystaniem techniki wysokosprawnej chromatografii cienkowarstewkowej (HP-TLC). Okrzemki hodowano w pożywce Guillarda f/2 w szklanych kolbach. Przed ekstrakcją diatoksantyny hodowla okrzemek była oświetlana intensywnym światłem, natomiast przed izolacją diadinoksantyny inkubowana w ciemności. Barwniki ekstrahowano z okrzemek poddanych homogenizacji ultradźwiękami, przy pomocy mieszaniny chloroform:metanol:woda amoniakalna. W następnym etapie wyekstrahowane barwniki rozdzielano wykorzystując technikę HP-TLC. Jakość izolowanych barwników, określana na podstawie analizy widm absorpcyjnych, ulegała stopniowej poprawie w miarę wykonywania kolejnych prób izolacji.Diadinoxanthin and diatoxanthin are xanthophyll pigments crucial for protection of P. tricornutum photosynthetic apparatus from the excess light energy. The aim of this work was isolation of mentioned pigments from P. tricornutum using high performance thin layer chromatography technique (HP-TLC). Diatoms were cultured in Guillard’s f/2 medium in glass flasks. Before extraction of diatoxanthin, cultured diatoms were exposed to strong light, and before extraction of diadinoxanthin they were incubated in the dark. First step of extraction was ultrasound homogenization of diatoms, after which pigments were extracted with chloroform:methanol:ammonia water mixture. In the next step, pigments were separated using HP-TLC. Quality of extracted pigments was assesed using absorption spectra analysis – it was improved in every consequent extraction attempts

Biochemical and physiological mechanisms of bioremediation of arsenic contaminated waters using diatom Phaeodactylum tricornutum

Phaeodactylum tricornutum to morska okrzemka występująca w wodach przybrzeżnych. Wykazuje ona zdolność do wzrostu zarówno w wodzie morskiej jak i słodkiej. U P. tricornutum opisano zdolność do usuwania ze środowiska niektórych zanieczyszczeń takich jak pozostałości leków czy niektóre pierwiastki toksyczne. Celem pracy było sprawdzenie czy gatunek ten wykazuje również tolerancję na arsen, a jeżeli tak to jakie są podstawy mechanizmu tej tolerancji.Arsen jest półmetalem, który dość powszechnie występuje w wodach podziemnych i rzadziej w wodach powierzchniowych jako zanieczyszczenie pochodzące ze źródeł naturalnych, lub jako efekt działalności człowieka. Z powodu znacznej szkodliwości arsenu i wysokich kosztów uzdatniania wody zanieczyszczonej arsenem, pożądane jest opracowanie metody oczyszczania wody z wykorzystaniem bioremediacji.W pracy opisano zdolność P. tricornutum do biostabilizacji arsenu oraz wpływ arsenu na wzrost hodowli, morfologię komórek P. tricornutum, wybrane parametry fotosyntezy i kinetykę deepoksydacji diadinoksantyny. Zaproponowano mechanizmy umożliwiające P. tricornutum aklimatyzację do stresu wywołanego obecnością arsenu w środowisku. Zawarte w pracy wyniki otwierają również drogę do badań nad opracowaniem technologii bioremediacji wód zanieczyszczonych arsenem z wykorzystaniem P. tricornutum.Phaeodactylum tricornutum is a marine diatom species occurring in coastal waters. P. tricornutum shows the ability of growth in sea water as well as in freshwater. Abilities of removing some pollutions such as leftovers of medicines and some toxic elements from water have been described in this diatom. The aim of this work was to asses if this species is tolerant to arsenic and if so, what are the basis of this tolerance.Arsenic is metalloid which is common pollution in groundwaters and less frequent in surface waters. Sources of the arsenic pollution may be both natural and anthropogenic. Because of high toxicity of arsenic and expensive techniques of arsenic removal from water, there is necessity for elaboration of technology of bioremediation of arsenic polluted waters.In this work the ability of P. tricornutum to biostabilize arsenic in the growth medium containing this toxic element was described as well as influence of arsenic on P. tricornutum growth and the cell morphology. Also impact of the arsenic presence on some photosynthesis parameters and diadinoxanthin de-epoxidation kinetics was investigated. Presented results allowed to propose some mechanisms of P. tricornutum acclimatization to arsenic stress. They also open the way for studies on P. tricornutum utilization in bioremediation of arsenic polluted waters

Column chromatography as a useful step in purification of diatom pigments

Fucoxanthin, diadinoxanthin and diatoxanthin are carotenoids found in brown algae and most other heterokonts. These pigments are involved in photosynthetic and photoprotective reactions, and they have many potential health benefits. They can be extracted from diatom Phaeodactylum tricornutum by sonication, extraction with chloroform : methanol and preparative thin layer chromatography. We assessed the utility of an additional column chromatography step in purification of these pigments. This novel addition to the isolation protocol increased the purity of fucoxanthin and allowed for concentration of diadinoxanthin and diatoxanthin before HPLC separation. The enhanced protocol is useful for obtaining high purity pigments for biochemical studies