Жыл сайынғы 700 000 тоннадан астам өнімі бар глифосат әлемдегі ең көп қолданылатын және ең үлкен гербицид болып табылады.Арамшөптерге төзімділік және глифосатты теріс пайдаланудан туындаған экологиялық орта мен адам денсаулығына ықтимал қауіптер үлкен назар аударды.
29 мамырда Хубэй университетінің Өмір туралы ғылымдар мектебі мен провинциялық және министрлік департаменттері бірлесіп құрған мемлекеттік негізгі биокатализ және ферменттік инженерия зертханасының профессоры Гуо Руйтинг тобы қауіпті материалдар журналында соңғы ғылыми мақаласын жариялады. қора шөбінің алғашқы талдауы.(Қатерлі шалғынды арамшөп) алынған альдо-кеторедуктаза AKR4C16 және AKR4C17 глифосаттың ыдырауының реакция механизмін катализдейді және молекулалық модификация арқылы глифосаттың AKR4C17 арқылы ыдырау тиімділігін айтарлықтай жақсартады.
Глифосатқа төзімділіктің өсуі.
1970 жылдары енгізілгеннен бастап глифосат бүкіл әлемде танымал болды және бірте-бірте ең арзан, ең көп қолданылатын және ең өнімді кең спектрлі гербицидке айналды.Ол өсімдіктердің өсуі мен метаболизміне қатысатын негізгі фермент 5-энолпирувилшикимат-3-фосфат синтазасын (EPSPS) арнайы тежеу арқылы өсімдіктерде, соның ішінде арамшөптерде метаболикалық бұзылыстарды тудырады.және өлім.
Сондықтан глифосатқа төзімді трансгенді дақылдарды өсіру және егістікте глифосатты пайдалану қазіргі ауыл шаруашылығында арамшөптермен күресудің маңызды әдісі болып табылады.
Дегенмен, глифосаттың кең таралған және теріс пайдаланылуымен ондаған арамшөптер біртіндеп дамып, жоғары глифосатқа төзімділікті дамытты.
Сонымен қатар, глифосатқа төзімді генетикалық түрлендірілген дақылдар глифосатты ыдырата алмайды, нәтижесінде дақылдарда глифосат жиналып, тасымалданады, ол қоректік тізбек арқылы оңай таралып, адам денсаулығына қауіп төндіреді.
Сондықтан глифосаттың аз қалдықтары бар жоғары глифосатқа төзімді трансгенді дақылдарды өсіру үшін глифосатты ыдырататын гендерді табу өте маңызды.
Өсімдік тектес глифосаттарды ыдырататын ферменттердің кристалдық құрылымы мен каталитикалық реакция механизмін шешу
2019 жылы қытайлық және австралиялық зерттеу топтары глифосатқа төзімді қора шөптерінен алғаш рет екі глифосатты ыдырататын альдо-кеторедуктазаларды, AKR4C16 және AKR4C17 анықтады.Олар глифосатты улы емес аминометилфосфон қышқылы мен глиоксил қышқылына дейін ыдырату үшін NADP+-ны кофактор ретінде пайдалана алады.
AKR4C16 және AKR4C17 - өсімдіктердің табиғи эволюциясы нәтижесінде пайда болған глифосаттарды ыдырататын бірінші ферменттер.Глифосаттың ыдырауының молекулалық механизмін одан әрі зерттеу үшін Гуо Руитинг тобы осы екі фермент пен жоғары кофактор арасындағы байланысты талдау үшін рентгендік кристаллографияны қолданды.Қарардың күрделі құрылымы глифосаттың, NADP+ және AKR4C17 үштік кешенінің байланысу режимін ашты және AKR4C16 және AKR4C17 арқылы глифосаттың ыдырауының каталитикалық реакция механизмін ұсынды.
AKR4C17/NADP+/глифосат кешенінің құрылымы және глифосаттың ыдырауының реакция механизмі.
Молекулалық модификация глифосаттың ыдырау тиімділігін жақсартады.
AKR4C17/NADP+/глифосаттың жұқа үш өлшемді құрылымдық моделін алғаннан кейін, профессор Гуо Руитинг тобы одан әрі ферменттік құрылымды талдау және ұтымды дизайн арқылы глифосаттың ыдырау тиімділігін 70%-ға арттыра отырып, AKR4C17F291D мутанттық ақуызын алды.
AKR4C17 мутанттарының глифосаттарды ыдырататын белсенділігін талдау.
«Біздің жұмысымыз глифосаттың ыдырауын катализдейтін AKR4C16 және AKR4C17 молекулалық механизмін ашады, бұл глифосаттың ыдырау тиімділігін арттыру үшін AKR4C16 және AKR4C17 одан әрі модификациясы үшін маңызды негіз қалады».Құжаттың корреспондент авторы, Хубэй университетінің доценті Дай Лонхай олар глифосаттың ыдырау тиімділігі жоғарылаған AKR4C17F291D мутантты ақуызын құрастырғанын айтты, ол глифосатқа төзімділігі жоғары трансгенді дақылдарды глифосатқа төзімділігі төмен дақылдарды өсіру үшін маңызды құрал болып табылады және бактериялардың микроорганизмдерін пайдаланады. қоршаған ортада глифосатты ыдыратады.
Гуо Руитинг командасы ұзақ уақыт бойы қоршаған ортадағы улы және зиянды заттардың биодеградациялық ферменттерінің, терпеноидты синтазалардың және дәрілік мақсатты ақуыздардың құрылымын талдау және механизмін талқылау бойынша зерттеулермен айналысып келеді.Ли Хао, қауымдастырылған зерттеуші Ян Ю және топтағы оқытушы Ху Юмэй мақаланың бірінші тең авторлары, ал Гуо Руйтинг пен Дай Лонхай - корреспондент авторлары.
Жіберу уақыты: 02 маусым 2022 ж