Uban sa tinuig nga produksiyon nga sobra sa 700,000 ka tonelada, ang glyphosate mao ang pinakalapad nga gigamit ug pinakadako nga herbicide sa kalibutan. Ang resistensya sa sagbot ug ang posibleng mga hulga sa ekolohikal nga palibot ug panglawas sa tawo nga gipahinabo sa pag-abuso sa glyphosate nakadani og dakong atensyon.
Niadtong Mayo 29, ang grupo ni Propesor Guo Ruiting gikan sa State Key Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Engineering, nga hiniusang gitukod sa School of Life Sciences sa Hubei University ug sa mga departamento sa probinsya ug ministeryal, nagpatik sa pinakabag-o nga research paper sa Journal of Hazardous Materials, nga nag-analisar sa unang pag-analisar sa barnyard grass. (Usa ka malignant nga sagbot sa humay) nga gikan sa aldo-keto reductase nga AKR4C16 ug AKR4C17 nag-catalyze sa mekanismo sa reaksyon sa pagkadaot sa glyphosate, ug dako nga nagpauswag sa kahusayan sa pagkadaot sa glyphosate sa AKR4C17 pinaagi sa molecular modification.
Nagkadaghang resistensya sa glyphosate.
Sukad sa pagpaila niini niadtong dekada 1970, ang glyphosate nahimong popular sa tibuok kalibutan, ug hinay-hinay nga nahimong labing barato, labing kaylap nga gigamit, ug labing produktibo nga broad-spectrum herbicide. Kini hinungdan sa mga sakit sa metabolismo sa mga tanom, lakip na ang mga sagbot, pinaagi sa pagpugong sa 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), usa ka importanteng enzyme nga nalambigit sa pagtubo ug metabolismo sa tanom, ug kamatayon.
Busa, ang pagpasanay sa mga transgenic nga tanom nga resistensyado sa glyphosate ug paggamit sa glyphosate sa uma usa ka importante nga paagi sa pagkontrol sa mga sagbot sa modernong agrikultura.
Apan, tungod sa kaylap nga paggamit ug pag-abuso sa glyphosate, dosena nga mga sagbot ang hinay-hinay nga mitubo ug nakaugmad og taas nga glyphosate tolerance.
Dugang pa, ang mga tanom nga genetically modified nga dili madunot sa glyphosate dili madunot, nga moresulta sa pagtapok ug pagbalhin sa glyphosate sa mga tanom, nga dali nga mokatap sa food chain ug makadaot sa panglawas sa tawo.
Busa, importante kaayo ang pagdiskubre sa mga gene nga makaguba sa glyphosate, aron makatanom og mga transgenic nga tanom nga taas og glyphosate-resistant ug ubos og glyphosate residues.
Pagsulbad sa istruktura sa kristal ug mekanismo sa catalytic reaction sa mga enzyme nga nagdaot sa glyphosate nga nakuha gikan sa tanom
Niadtong 2019, ang mga grupo sa panukiduki sa China ug Australia nakaila sa duha ka glyphosate-degrading aldo-keto reductases, ang AKR4C16 ug AKR4C17, sa unang higayon gikan sa glyphosate-resistant barnyard grass. Mahimo nilang gamiton ang NADP+ isip cofactor aron ma-degrade ang glyphosate ngadto sa nontoxic aminomethylphosphonic acid ug glyoxylic acid.
Ang AKR4C16 ug AKR4C17 mao ang unang gitaho nga mga enzyme nga nagdaot sa glyphosate nga gihimo sa natural nga ebolusyon sa mga tanom. Aron mas masusi ang mekanismo sa molekula sa ilang pagkadaot sa glyphosate, ang team ni Guo Ruiting migamit og X-ray crystallography aron analisahon ang relasyon tali niining duha ka enzyme ug taas nga cofactor. Ang komplikado nga istruktura sa resolusyon nagpadayag sa binding mode sa ternary complex sa glyphosate, NADP+ ug AKR4C17, ug gisugyot ang catalytic reaction mechanism sa AKR4C16 ug AKR4C17-mediated glyphosate degradation.
Istruktura sa AKR4C17/NADP+/glyphosate complex ug mekanismo sa reaksyon sa glyphosate degradation.
Ang pagbag-o sa molekula nagpauswag sa kahusayan sa pagkadaot sa glyphosate.
Human makuha ang maayong three-dimensional structural model sa AKR4C17/NADP+/glyphosate, ang grupo ni Propesor Guo Ruiting nakakuha pa og mutant protein nga AKR4C17F291D nga adunay 70% nga pagtaas sa degradation efficiency sa glyphosate pinaagi sa enzyme structure analysis ug rational design.
Pagtuki sa kalihokan sa pagdaot sa glyphosate sa mga mutant nga AKR4C17.
“Ang among trabaho nagpadayag sa mekanismo sa molekula sa AKR4C16 ug AKR4C17 nga nag-catalyze sa pagkadaot sa glyphosate, nga nagbutang usa ka hinungdanon nga pundasyon alang sa dugang nga pagbag-o sa AKR4C16 ug AKR4C17 aron mapauswag ang ilang kahusayan sa pagkadaot sa glyphosate.” Ang katugbang nga tagsulat sa papel, si Associate Professor Dai Longhai sa Hubei University miingon nga naghimo sila usa ka mutant nga protina nga AKR4C17F291D nga adunay gipauswag nga kahusayan sa pagkadaot sa glyphosate, nga naghatag usa ka hinungdanon nga himan alang sa pag-ugmad sa taas nga glyphosate-resistant nga mga transgenic nga tanum nga adunay ubos nga glyphosate residues ug paggamit sa microbial engineering bacteria aron madaot ang glyphosate sa palibot.
Gikataho nga ang grupo ni Guo Ruiting dugay nang nalambigit sa panukiduki sa pag-analisar sa istruktura ug paghisgot sa mekanismo sa mga biodegradation enzyme, terpenoid synthases, ug mga drug target protein sa makahilo ug makadaot nga mga substansiya sa palibot. Si Li Hao, associate researcher nga si Yang Yu ug lecturer nga si Hu Yumei sa grupo mao ang mga co-first author sa papel, ug sila si Guo Ruiting ug Dai Longhai mao ang mga co-corresponding author.
Oras sa pag-post: Hunyo-02-2022