Kalayan produksi taunan langkung ti 700.000 ton, glifosat mangrupikeun herbisida anu paling seueur dianggo sareng panggedéna di dunya. Résistansi gulma sareng ancaman poténsial pikeun lingkungan ékologis sareng kaséhatan manusa anu disababkeun ku panyalahgunaan glifosat parantos narik perhatian anu ageung.
Dina tanggal 29 Méi, tim Profesor Guo Ruiting ti Laboratorium Biokatalisis sareng Téknik Énzim Kunci Nagara, anu diadegkeun babarengan ku Sakola Élmu Kahirupan Universitas Hubei sareng departemén propinsi sareng menteri, medalkeun makalah panilitian panganyarna dina Journal of Hazardous Materials, anu nganalisis analisis munggaran jukut lumbung. (Limbah padi ganas) anu diturunkeun tina aldo-keto reduktase AKR4C16 sareng AKR4C17 ngatalisis mékanisme réaksi degradasi glifosat, sareng ningkatkeun pisan efisiensi degradasi glifosat ku AKR4C17 ngalangkungan modifikasi molekuler.
Ngaronjatna résistansi glifosat.
Ti saprak diwanohkeun dina taun 1970-an, glifosat parantos populer di sakumna dunya, sareng laun-laun janten herbisida spéktrum lega anu paling murah, paling seueur dianggo sareng paling produktif. Éta nyababkeun gangguan métabolik dina pepelakan, kalebet gulma, ku cara khusus ngahambat 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), énzim konci anu aub dina kamekaran sareng métabolisme pepelakan, sareng maot.
Ku kituna, beternak pepelakan transgenik anu tahan glifosat sareng nganggo glifosat di lapangan mangrupikeun cara anu penting pikeun ngontrol gulma dina tatanén modéren.
Nanging, kalayan panggunaan sareng panyalahgunaan glifosat anu nyebar, puluhan gulma laun-laun mekar sareng ngembangkeun toleransi glifosat anu luhur.
Salian ti éta, pepelakan anu dirobah sacara genetik anu tahan kana glifosat henteu tiasa ngauraikeun glifosat, anu nyababkeun akumulasi sareng transfer glifosat dina pepelakan, anu tiasa gampang nyebar ngaliwatan ranté dahareun sareng ngabahayakeun kaséhatan manusa.
Ku kituna, penting pisan pikeun manggihan gén anu tiasa ngadegradasi glifosat, supados tiasa melak pepelakan transgenik anu tahan glifosat anu luhur kalayan sésa glifosat anu handap.
Ngalereskeun struktur kristal sareng mékanisme réaksi katalitik énzim anu ngadegradasi glifosat anu asalna tina pepelakan
Dina taun 2019, tim panalungtikan Cina sareng Australia ngaidentipikasi dua réduktase aldo-keto anu ngadegradasi glifosat, AKR4C16 sareng AKR4C17, pikeun anu munggaran kalina tina jukut lumbung anu tahan glifosat. Aranjeunna tiasa nganggo NADP+ salaku kofaktor pikeun ngadegradasi glifosat janten asam aminometilfosfonat anu henteu toksik sareng asam glioksilat.
AKR4C16 sareng AKR4C17 nyaéta énzim anu munggaran dilaporkeun anu ngadegradasi glifosat anu dihasilkeun ku évolusi alami pepelakan. Pikeun langkung ngajalajah mékanisme molekuler tina degradasi glifosat, tim Guo Ruiting nganggo kristalografi sinar-X pikeun nganalisis hubungan antara dua énzim ieu sareng kofaktor anu luhur. Struktur kompléks tina résolusi ngungkabkeun modeu pangiket tina kompléks térner glifosat, NADP+ sareng AKR4C17, sareng ngajukeun mékanisme réaksi katalitik tina degradasi glifosat anu dimediasi ku AKR4C16 sareng AKR4C17.
Struktur kompleks AKR4C17/NADP+/glifosat sareng mékanisme réaksi degradasi glifosat.
Modifikasi molekuler ningkatkeun efisiensi degradasi glifosat.
Saatos kéngingkeun modél struktural tilu diménsi AKR4C17/NADP+/glyphosate anu saé, tim Profesor Guo Ruiting salajengna kéngingkeun protéin mutan AKR4C17F291D kalayan paningkatan 70% dina efisiensi degradasi glyphosate ngalangkungan analisis struktur énzim sareng desain rasional.
Analisis aktivitas ngadegradasi glifosat tina mutan AKR4C17.
"Padamelan kami ngungkabkeun mékanisme molekuler AKR4C16 sareng AKR4C17 anu ngatalisis degradasi glifosat, anu ngalambangkeun pondasi anu penting pikeun modifikasi salajengna tina AKR4C16 sareng AKR4C17 pikeun ningkatkeun efisiensi degradasi glifosat." Panulis anu cocog pikeun makalah ieu, Profesor Madya Dai Longhai ti Universitas Hubei nyarios yén aranjeunna ngawangun protéin mutan AKR4C17F291D kalayan efisiensi degradasi glifosat anu ningkat, anu nyayogikeun alat anu penting pikeun ngokolakeun pepelakan transgenik anu tahan glifosat anu luhur kalayan résidu glifosat anu handap sareng nganggo baktéri rékayasa mikroba pikeun ngadegradasi glifosat dina lingkungan.
Dilaporkeun yén tim Guo Ruiting parantos lami kalibet dina panilitian ngeunaan analisis struktur sareng diskusi mékanisme énzim biodegradasi, sintase terpenoid, sareng protéin target ubar tina zat toksik sareng ngabahayakeun di lingkungan. Li Hao, panaliti asosiasi Yang Yu sareng dosen Hu Yumei dina tim éta mangrupikeun panulis munggaran makalah ieu, sareng Guo Ruiting sareng Dai Longhai mangrupikeun panulis anu korespondensi.
Waktos posting: Jun-02-2022