Жылына 700 000 тоннадан ашык өндүрүшү менен глифосат дүйнөдөгү эң кеңири колдонулган жана эң ири гербицид болуп саналат. Глифосатты туура эмес колдонуудан улам отоо чөптөргө туруктуулук жана экологиялык чөйрөгө жана адамдардын ден соолугуна коркунуч туудурушу чоң көңүл бурууга арзыды.
29-майда Хубэй университетинин Жашоо илимдери мектеби жана провинциялык жана министрлик департаменттер тарабынан биргелешип түзүлгөн Биокатализ жана ферменттик инженерия боюнча мамлекеттик негизги лабораториянын профессору Го Руйтиндин командасы Journal of Hardous Materials журналында акыркы изилдөө макаласын жарыялады, анда короодогу чөптүн (зыяндуу күрүч отоо чөп) биринчи анализи талданган. AKR4C16 жана AKR4C17 альдо-кето-редуктазасы глифосаттын деградациясынын реакция механизмин катализдейт жана молекулярдык модификация аркылуу AKR4C17 тарабынан глифосаттын деградациясынын натыйжалуулугун бир топ жогорулатат.
Глифосатка туруктуулуктун өсүшү.
1970-жылдары киргизилгенден бери, глифосат дүйнө жүзү боюнча популярдуу болуп, бара-бара эң арзан, эң кеңири колдонулган жана эң өндүрүмдүү кеңири спектрдеги гербицидге айланды. Ал өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана зат алмашуусуна жана өлүмүнө катышкан негизги фермент болгон 5-энолпирувилшикимат-3-фосфат синтазасын (EPSPS) атайын ингибирлөө менен өсүмдүктөрдө, анын ичинде отоо чөптөрдө зат алмашуунун бузулушуна алып келет.
Ошондуктан, глифосатка туруктуу трансгендик өсүмдүктөрдү өстүрүү жана талаада глифосат колдонуу заманбап айыл чарбасында отоо чөптөрдү көзөмөлдөөнүн маанилүү жолу болуп саналат.
Бирок, глифосаттын кеңири колдонулушу жана кыянаттык менен колдонулушу менен, ондогон отоо чөптөр акырындык менен эволюциялашып, глифосатка жогорку чыдамдуулукту өнүктүрүштү.
Мындан тышкары, глифосатка туруктуу генетикалык жактан модификацияланган өсүмдүктөр глифосатты ажырата албайт, натыйжада өсүмдүктөрдө глифосат топтолуп, которулуп, ал азык чынжыры аркылуу оңой жайылып, адамдын ден соолугуна коркунуч келтириши мүмкүн.
Ошондуктан, глифосаттын калдыктары аз болгон, глифосатка туруктуулугу жогору трансгендик өсүмдүктөрдү өстүрүү үчүн глифосатты деградациялай турган гендерди табуу шашылыш түрдө зарыл.
Өсүмдүктөрдөн алынган глифосатты ажыратуучу ферменттердин кристаллдык түзүлүшүн жана каталитикалык реакция механизмин чечүү
2019-жылы кытайлык жана австралиялык изилдөө топтору глифосатка туруктуу короо чөптөрүнөн биринчи жолу глифосатты деградациялоочу эки альдо-кето редуктазаны, AKR4C16 жана AKR4C17 аныкташкан. Алар NADP+ты глифосатты уулуу эмес аминометилфосфон кислотасына жана глиоксил кислотасына чейин деградациялоо үчүн кофактор катары колдоно алышат.
AKR4C16 жана AKR4C17 өсүмдүктөрдүн табигый эволюциясы аркылуу өндүрүлгөн глифосатты деградациялоочу ферменттер жөнүндө биринчи жолу кабарланган. Алардын глифосаттын деградациясынын молекулярдык механизмин андан ары изилдөө үчүн, Го Руйтингдин командасы бул эки фермент менен кофактор жогорку ортосундагы байланышты талдоо үчүн рентген кристаллографиясын колдонушкан. Резолюциянын татаал түзүлүшү глифосаттын, NADP+ жана AKR4C17нин үчилтик комплексинин байланышуу режимин ачып, AKR4C16 жана AKR4C17 аркылуу глифосаттын деградациясынын каталитикалык реакция механизмин сунуштаган.
AKR4C17/NADP+/глифосат комплексинин түзүлүшү жана глифосаттын деградациясынын реакция механизми.
Молекулярдык модификация глифосаттын деградациялык натыйжалуулугун жогорулатат.
AKR4C17/NADP+/глифосаттын үч өлчөмдүү структуралык моделин алгандан кийин, профессор Гуо Руйтингдин командасы ферменттик структураны талдоо жана рационалдуу долбоорлоо аркылуу глифосаттын деградациялык натыйжалуулугун 70% га жогорулаткан AKR4C17F291D мутанттык протеинин алды.
AKR4C17 мутанттарынын глифосатты деградациялоочу активдүүлүгүнүн анализи.
«Биздин ишибиз AKR4C16 жана AKR4C17 глифосаттын деградациясын катализдөөчү молекулярдык механизмин ачып берет, бул AKR4C16 жана AKR4C17 глифосаттын деградациялык натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн аларды андан ары модификациялоо үчүн маанилүү негиз түзөт». Макаланын корреспондент-автору, Хубэй университетинин доценти Дай Лонхай алар глифосаттын деградациялык натыйжалуулугун жогорулаткан AKR4C17F291D мутанттык протеинин курушканын, ал глифосаттын калдыктары аз болгон жогорку глифосатка туруктуу трансгендик өсүмдүктөрдү өстүрүү жана айлана-чөйрөдө глифосаттын деградациясы үчүн микробдук инженердик бактерияларды колдонуу үчүн маанилүү куралды камсыз кылаарын айтты.
Маалым болгондой, Го Руйтиндин командасы айлана-чөйрөдөгү уулуу жана зыяндуу заттардын биодеградация ферменттеринин, терпеноид синтазаларынын жана дары-дармек максаттуу белокторунун түзүлүшүн талдоо жана механизмин талкуулоо боюнча изилдөө жүргүзүп келет. Командадагы Ли Хао, доцент-изилдөөчү Ян Ю жана лектор Ху Юмэй макаланын биринчи авторлору, ал эми Го Руйтин менен Дай Лонхай биргелешип жазган авторлор.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 2-июну