Með árlegri framleiðslu upp á yfir 700.000 tonn er glýfosat mest notaða og stærsta illgresiseyðir í heimi.Ónæmi fyrir illgresi og hugsanleg ógn við vistfræðilegt umhverfi og heilsu manna af völdum misnotkunar á glýfosati hefur vakið mikla athygli.
Hinn 29. maí birti teymi prófessors Guo Ruiting frá State Key Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Engineering, stofnað í sameiningu af Lífvísindasviði Hubei háskólans og héraðs- og ráðuneytisdeildum, nýjustu rannsóknargreinina í Journal of Hazardous Materials, þar sem þeir greina fyrsta greiningin á hlöðugrasi.(Illkynja illgresi) afleidd aldo-ketó redúktasa AKR4C16 og AKR4C17 hvetja efnahvarf niðurbrots glýfosats og bæta verulega niðurbrotsvirkni glýfosats með AKR4C17 með sameindabreytingum.
Vaxandi glýfosatþol.
Frá því það kom á markað á áttunda áratugnum hefur glýfosat verið vinsælt um allan heim og hefur smám saman orðið ódýrasta, mest notaða og afkastamesta breiðvirka illgresiseyrinn.Það veldur efnaskiptatruflunum í plöntum, þar með talið illgresi, með því að hamla sérstaklega 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthasa (EPSPS), lykilensím sem tekur þátt í vexti og umbrotum plantna.og dauða.
Þess vegna er ræktun glýfosatþolinnar erfðabreyttra ræktunar og notkun glýfosats á akri mikilvæg leið til að stjórna illgresi í nútíma landbúnaði.
Hins vegar, með útbreiddri notkun og misnotkun glýfosats, hafa tugir illgresis smám saman þróast og þróað mikið glýfosatþol.
Að auki getur glýfosatþolin erfðabreytt ræktun ekki brotið niður glýfosat, sem leiðir til uppsöfnunar og flutnings glýfosats í ræktun, sem getur auðveldlega breiðst út um fæðukeðjuna og stofnað heilsu manna í hættu.
Þess vegna er brýnt að uppgötva gen sem geta brotið niður glýfosat, svo hægt sé að rækta erfðabreyttar ræktun sem er ónæm fyrir glýfosati með litlum glýfosatleifum.
Að leysa úr kristalbyggingu og hvarfahvarfakerfi glýfosat niðurbrotsensíma úr plöntum
Árið 2019 greindu kínversk og ástralsk rannsóknarteymi tvo glýfosat-niðurbrjótandi aldo-ketó redúktasa, AKR4C16 og AKR4C17, í fyrsta skipti úr glýfosatþolnu hlöðugrasi.Þeir geta notað NADP+ sem cofactor til að brjóta niður glýfosat í óeitrað amínómetýlfosfónsýru og glýoxýlsýru.
AKR4C16 og AKR4C17 eru fyrstu tilkynntu glýfosat niðurbrotsensímin sem framleidd eru með náttúrulegri þróun plantna.Í því skyni að kanna frekar sameindakerfi niðurbrots þeirra á glýfosati, notaði teymi Guo Ruiting röntgenkristalla til að greina tengslin milli þessara tveggja ensíma og cofactor hár.Hin flókna uppbygging upplausnarinnar leiddi í ljós bindingarmáta þrískiptra flókins glýfosats, NADP+ og AKR4C17, og lagði til hvarfahvarfskerfi AKR4C16 og AKR4C17 miðlaðs glýfosats niðurbrots.
Uppbygging AKR4C17/NADP+/glýfosat flókins og hvarfkerfi glýfosat niðurbrots.
Sameindabreyting bætir niðurbrotsvirkni glýfosats.
Eftir að hafa fengið fína þrívíddar burðarlíkanið af AKR4C17/NADP+/glýfosati, fékk teymi prófessors Guo Ruiting ennfremur stökkbreytt prótein AKR4C17F291D með 70% aukningu á niðurbrotsvirkni glýfosats með ensímbyggingargreiningu og skynsamlegri hönnun.
Greining á glýfosat niðurbrotsvirkni AKR4C17 stökkbreyttra.
„Vinnan okkar sýnir sameindakerfi AKR4C16 og AKR4C17 sem hvatar niðurbrot glýfosats, sem leggur mikilvægan grunn að frekari breytingum á AKR4C16 og AKR4C17 til að bæta niðurbrotsvirkni þeirra glýfosats.Samsvarandi höfundur greinarinnar, dósent Dai Longhai við Hubei háskólann sagði að þeir bjuggu til stökkbreytt prótein AKR4C17F291D með bættri niðurbrotsvirkni glýfosats, sem veitir mikilvægt tæki til að rækta erfðabreyttar plöntur sem eru ónæmar fyrir glýfosati og með litlum glýfosatleifum og nota örvera í bakteríur. brjóta niður glýfosat í umhverfinu.
Það er greint frá því að teymi Guo Ruiting hefur lengi tekið þátt í rannsóknum á uppbyggingu greiningu og verkunarumfjöllun um lífrænt niðurbrotsensím, terpenoid synthasa og lyfjamarkprótein eitraðra og skaðlegra efna í umhverfinu.Li Hao, aðstoðarrannsakandi Yang Yu og fyrirlesari Hu Yumei í teyminu eru fyrstu höfundar blaðsins og Guo Ruiting og Dai Longhai eru samsvörunarhöfundar.
Pósttími: Júní-02-2022