Me një prodhim vjetor prej mbi 700,000 tonësh, glifosati është herbicidi më i përdorur dhe më i madh në botë.Rezistenca ndaj barërave të këqija dhe kërcënimet e mundshme për mjedisin ekologjik dhe shëndetin e njeriut të shkaktuara nga abuzimi i glifosatit kanë tërhequr vëmendje të madhe.
Më 29 maj, ekipi i profesorit Guo Ruiting nga Laboratori Shtetëror Kyç i Biokatalizës dhe Inxhinierisë së Enzimës, i krijuar bashkërisht nga Shkolla e Shkencave të Jetës të Universitetit Hubei dhe departamentet provinciale dhe ministrore, botoi punimin më të fundit kërkimor në Journal of Hazardous Materials, duke analizuar analiza e parë e barit të oborrit.Aldo-keto reduktaza AKR4C16 dhe AKR4C17 (Një farë e keqe malinje) e përftuar nga aldo-keto reduktaza katalizojnë mekanizmin e reagimit të degradimit të glifozatit dhe përmirësojnë shumë efikasitetin e degradimit të glifosatit nga AKR4C17 përmes modifikimit molekular.
Rritja e rezistencës ndaj glifosatit.
Që nga prezantimi i tij në vitet 1970, glifosati ka qenë i popullarizuar në të gjithë botën dhe gradualisht është bërë herbicidi më i lirë, më i përdorur gjerësisht dhe më produktiv me spektër të gjerë.Shkakton çrregullime metabolike në bimë, duke përfshirë barërat e këqija, duke frenuar në mënyrë specifike 5-enolpyruvylshikimate-3-fosfat sintazën (EPSPS), një enzimë kyçe e përfshirë në rritjen dhe metabolizmin e bimëve.dhe vdekjen.
Prandaj, mbarështimi i kulturave transgjenike rezistente ndaj glifosatit dhe përdorimi i glifosatit në fushë është një mënyrë e rëndësishme për të kontrolluar barërat e këqija në bujqësinë moderne.
Megjithatë, me përdorimin dhe abuzimin e gjerë të glifosatit, dhjetëra barërat e këqija kanë evoluar gradualisht dhe kanë zhvilluar tolerancë të lartë ndaj glifozatit.
Përveç kësaj, kulturat e modifikuara gjenetikisht rezistente ndaj glifosatit nuk mund të dekompozojnë glyphosate, duke rezultuar në akumulimin dhe transferimin e glifosatit në të mbjella, të cilat mund të përhapen lehtësisht përmes zinxhirit ushqimor dhe të rrezikojnë shëndetin e njeriut.
Prandaj, është urgjente të zbulohen gjenet që mund të degradojnë glyphosate, në mënyrë që të kultivohen kultura transgjenike rezistente ndaj glifosateve me mbetje të ulëta glifosate.
Zgjidhja e strukturës kristalore dhe mekanizmit të reaksionit katalitik të enzimave degraduese të glifosateve me origjinë bimore
Në vitin 2019, ekipet kërkimore kineze dhe australiane identifikuan dy aldo-keto reduktaza degraduese të glifosatit, AKR4C16 dhe AKR4C17, për herë të parë nga bari rezistent ndaj glifosatit.Ata mund të përdorin NADP+ si një kofaktor për të degraduar glifosatin në acid aminometilfosfonik jotoksik dhe acid glioksilik.
AKR4C16 dhe AKR4C17 janë enzimat e para të raportuara degraduese të glifosateve të prodhuara nga evolucioni natyror i bimëve.Për të eksploruar më tej mekanizmin molekular të degradimit të tyre të glifosatit, ekipi i Guo Ruiting përdori kristalografinë me rreze X për të analizuar marrëdhënien midis këtyre dy enzimave dhe kofaktorit të lartë.Struktura komplekse e rezolucionit zbuloi mënyrën e lidhjes së kompleksit tresh të glifosatit, NADP+ dhe AKR4C17 dhe propozoi mekanizmin e reaksionit katalitik të degradimit të glifozatit të ndërmjetësuar nga AKR4C16 dhe AKR4C17.
Struktura e kompleksit AKR4C17/NADP+/glifosate dhe mekanizmi i reagimit të degradimit të glifosatit.
Modifikimi molekular përmirëson efikasitetin e degradimit të glifosatit.
Pas marrjes së modelit të mirë strukturor tredimensional të AKR4C17/NADP+/glyphosate, ekipi i profesorit Guo Ruiting përftoi më tej një proteinë mutante AKR4C17F291D me një rritje prej 70% në efikasitetin e degradimit të glifosatit nëpërmjet analizës së strukturës së enzimës dhe racionimit.
Analiza e aktivitetit degradues të glifosatit të mutantëve AKR4C17.
"Puna jonë zbulon mekanizmin molekular të AKR4C16 dhe AKR4C17 që katalizon degradimin e glifosatit, i cili hedh një themel të rëndësishëm për modifikimin e mëtejshëm të AKR4C16 dhe AKR4C17 për të përmirësuar efikasitetin e tyre të degradimit të glifosatit."Autori korrespondues i punimit, profesori i asociuar Dai Longhai i Universitetit të Hubeit tha se ata ndërtuan një proteinë mutante AKR4C17F291D me efikasitet të përmirësuar të degradimit të glifosatit, i cili ofron një mjet të rëndësishëm për kultivimin e kulturave transgjenike rezistente ndaj glifosatit me baktere të ulëta glifosate motorike dhe mikrofosate. degradojnë glifozatin në mjedis.
Është raportuar se ekipi i Guo Ruiting ka qenë prej kohësh i angazhuar në kërkimin mbi analizën e strukturës dhe diskutimin e mekanizmit të enzimave të biodegradimit, sintazave terpenoidale dhe proteinave të synuara të drogës të substancave toksike dhe të dëmshme në mjedis.Li Hao, studiuesi i asociuar Yang Yu dhe pedagogu Hu Yumei në ekip janë bashkë-autorët e parë të punimit, dhe Guo Ruiting dhe Dai Longhai janë autorët bashkë-korrespondues.
Koha e postimit: Qershor-02-2022