Со годишно производство од над 700.000 тони, глифосатот е најкористениот и најголемиот хербицид во светот.Отпорноста на плевелите и потенцијалните закани за еколошката средина и здравјето на луѓето предизвикани од злоупотреба на глифосат привлекоа големо внимание.
На 29-ти мај, тимот на професорот Гуо Руитинг од Државната клучна лабораторија за биокатализа и ензимско инженерство, заеднички основана од Факултетот за животни науки на Универзитетот Хубеи и провинциските и министерските оддели, го објави најновиот истражувачки труд во Журналот за опасни материјали, анализирајќи првата анализа на тревата на шталата.Алдо-кето редуктаза AKR4C16 и AKR4C17 добиени од (малигна пердиска трева) го катализираат механизмот на реакција на разградување на глифосат и во голема мера ја подобруваат ефикасноста на разградување на глифосат со AKR4C17 преку молекуларна модификација.
Расте отпорност на глифосат.
Од неговото воведување во 1970-тите, глифосатот е популарен низ целиот свет и постепено стана најевтиниот, најкористениот и најпродуктивниот хербицид со широк спектар.Предизвикува метаболички нарушувања кај растенијата, вклучително и плевелите, со специфична инхибиција на 5-енолпировилшикимат-3-фосфат синтаза (EPSPS), клучен ензим вклучен во растот и метаболизмот на растенијата.и смртта.
Затоа, одгледувањето трансгенски култури отпорни на глифосат и користењето на глифосат на терен е важен начин за контрола на плевелите во современото земјоделство.
Меѓутоа, со широката употреба и злоупотреба на глифосат, десетици плевели постепено еволуирале и развиле висока толеранција на глифосат.
Покрај тоа, генетски модифицираните култури отпорни на глифосат не можат да го разградат глифосат, што резултира со акумулација и трансфер на глифосат во земјоделските култури, што лесно може да се шири низ синџирот на исхрана и да го загрози здравјето на луѓето.
Затоа, итно е да се откријат гени кои можат да го деградираат глифосат, за да се одгледуваат трансгенски култури отпорни на глифосат со ниски резидуи на глифосат.
Решавање на кристалната структура и механизмот на каталитичка реакција на ензимите кои разградуваат глифосат од растително потекло
Во 2019 година, кинеските и австралиските истражувачки тимови идентификуваа две алдо-кето редуктази кои разградуваат глифосат, AKR4C16 и AKR4C17, за прв пат од тревата на амбарот отпорна на глифосат.Тие можат да користат NADP+ како кофактор за разградување на глифосат до нетоксична аминометилфосфонска киселина и глиоксилна киселина.
AKR4C16 и AKR4C17 се првите пријавени ензими кои разградуваат глифосат произведени со природна еволуција на растенијата.Со цел дополнително да го истражи молекуларниот механизам на нивното разградување на глифосат, тимот на Гуо Руитинг користел кристалографија на Х-зраци за да ја анализира врската помеѓу овие два ензима и високото кофакторско ниво.Сложената структура на резолуцијата го откри начинот на врзување на тројниот комплекс на глифосат, NADP+ и AKR4C17 и го предложи механизмот за каталитичка реакција на AKR4C16 и AKR4C17-посредувана деградација на глифосат.
Структура на комплексот AKR4C17/NADP+/глифосат и механизам на реакција на деградација на глифосат.
Молекуларната модификација ја подобрува ефикасноста на разградување на глифосат.
По добивањето на финиот тридимензионален структурен модел на AKR4C17/NADP+/глифосат, тимот на професорот Гуо Руитинг дополнително доби мутантен протеин AKR4C17F291D со 70% зголемување на ефикасноста на разградување на глифосат преку анализа на структурата на ензимот и рационално рационално.
Анализа на активноста на разградување на глифосат на мутанти на AKR4C17.
„Нашата работа го открива молекуларниот механизам на AKR4C16 и AKR4C17 што ја катализираат деградацијата на глифосат, што поставува важна основа за понатамошна модификација на AKR4C16 и AKR4C17 за да се подобри нивната ефикасност на разградување на глифосат.Дописниот автор на трудот, вонреден професор Даи Лонгхаи од Универзитетот Хубеи, рече дека тие конструирале мутантен протеин AKR4C17F291D со подобрена ефикасност на разградување на глифосат, што обезбедува важна алатка за одгледување трансгенски култури отпорни на глифосат со ниски микроорганизми на глифосат и регенерација на микрофосат. го разградува глифосатот во околината.
Известено е дека тимот на Гуо Руитинг долго време бил ангажиран во истражување на анализа на структурата и дискусија за механизмите за биоразградувачките ензими, терпеноидните синтази и целните протеини на лековите на токсични и штетни материи во животната средина.Ли Хао, вонреден истражувач Јанг Ју и предавачот Ху Јумеи во тимот се ко-први автори на трудот, а Гуо Руитинг и Даи Лонгхаи се ко-сописни автори.
Време на објавување: Јуни-02-2022 година