Kwa uzalishaji wa kila mwaka wa zaidi ya tani 700,000, glyphosate ndiyo dawa ya kuua magugu inayotumika sana na kubwa zaidi duniani. Ustahimilivu wa magugu na vitisho vinavyoweza kutokea kwa mazingira ya ikolojia na afya ya binadamu vinavyosababishwa na matumizi mabaya ya glyphosate vimevutia umakini mkubwa.
Mnamo Mei 29, timu ya Profesa Guo Ruiting kutoka Maabara Muhimu ya Jimbo ya Biokatalysis na Uhandisi wa Enzime, iliyoanzishwa kwa pamoja na Shule ya Sayansi ya Maisha ya Chuo Kikuu cha Hubei na idara za mkoa na wizara, ilichapisha karatasi ya utafiti ya hivi karibuni katika Jarida la Vifaa Hatari, ikichambua uchambuzi wa kwanza wa nyasi za barnyard. (A malignant paddy gued) inayotokana na aldo-keto reductase AKR4C16 na AKR4C17 huchochea utaratibu wa mmenyuko wa uharibifu wa glyphosate, na kuboresha sana ufanisi wa uharibifu wa glyphosate kwa AKR4C17 kupitia marekebisho ya molekuli.
Upinzani unaoongezeka wa glyphosate.
Tangu kuanzishwa kwake katika miaka ya 1970, glyphosate imekuwa maarufu kote ulimwenguni, na polepole imekuwa dawa ya kuua magugu yenye wigo mpana yenye bei nafuu zaidi, inayotumika sana na yenye tija zaidi. Husababisha matatizo ya kimetaboliki katika mimea, ikiwa ni pamoja na magugu, kwa kuzuia hasa 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), kimeng'enya muhimu kinachohusika katika ukuaji na umetaboli wa mimea.
Kwa hivyo, kuzalisha mazao ya transgenic yanayostahimili glyphosate na kutumia glyphosate shambani ni njia muhimu ya kudhibiti magugu katika kilimo cha kisasa.
Hata hivyo, kutokana na matumizi na matumizi mabaya ya glyphosate, magugu mengi yamebadilika polepole na kukuza uvumilivu wa juu wa glyphosate.
Zaidi ya hayo, mazao yaliyobadilishwa vinasaba yanayostahimili glyphosate hayawezi kuoza glyphosate, na kusababisha mkusanyiko na uhamisho wa glyphosate katika mazao, ambayo inaweza kuenea kwa urahisi kupitia mnyororo wa chakula na kuhatarisha afya ya binadamu.
Kwa hivyo, ni muhimu kugundua jeni zinazoweza kuharibu glyphosate, ili kukuza mazao ya transgenic yanayostahimili glyphosate kwa wingi yenye mabaki ya glyphosate kidogo.
Kutatua muundo wa fuwele na utaratibu wa mmenyuko wa kichocheo wa vimeng'enya vinavyoharibu glyphosate vinavyotokana na mimea
Mnamo mwaka wa 2019, timu za utafiti za China na Australia zilitambua vipunguzaji viwili vya aldo-keto vinavyoharibu glyphosate, AKR4C16 na AKR4C17, kwa mara ya kwanza kutoka kwa nyasi za barnyard zinazostahimili glyphosate. Wanaweza kutumia NADP+ kama kichocheo cha kuharibu glyphosate hadi asidi ya aminomethilifosfoniki isiyo na sumu na asidi ya glyoxylic.
AKR4C16 na AKR4C17 ndizo vimeng'enya vya kwanza vilivyoripotiwa kuharibu glyphosate vinavyozalishwa na mageuko ya asili ya mimea. Ili kuchunguza zaidi utaratibu wa molekuli wa uharibifu wao wa glyphosate, timu ya Guo Ruiting ilitumia fuwele ya X-ray kuchambua uhusiano kati ya vimeng'enya hivi viwili na kiwango cha juu cha cofactor. Muundo tata wa azimio ulifunua hali ya kufungamana ya mchanganyiko wa ternary wa glyphosate, NADP+ na AKR4C17, na kupendekeza utaratibu wa mmenyuko wa kichocheo wa uharibifu wa glyphosate unaosababishwa na AKR4C16 na AKR4C17.
Muundo wa AKR4C17/NADP+/glyphosate changamano na utaratibu wa mmenyuko wa uharibifu wa glyphosate.
Urekebishaji wa molekuli huboresha ufanisi wa uharibifu wa glyphosate.
Baada ya kupata modeli nzuri ya kimuundo ya AKR4C17/NADP+/glyphosate, timu ya Profesa Guo Ruiting ilipata zaidi protini iliyobadilishwa AKR4C17F291D yenye ongezeko la 70% katika ufanisi wa uharibifu wa glyphosate kupitia uchambuzi wa muundo wa vimeng'enya na muundo wa busara.
Uchambuzi wa shughuli ya uharibifu wa glyphosate ya mutants za AKR4C17.
"Kazi yetu inaonyesha utaratibu wa molekuli wa AKR4C16 na AKR4C17 unaochochea uharibifu wa glyphosate, ambao unaweka msingi muhimu wa marekebisho zaidi ya AKR4C16 na AKR4C17 ili kuboresha ufanisi wao wa uharibifu wa glyphosate." Mwandishi sambamba wa karatasi hiyo, Profesa Mshiriki Dai Longhai wa Chuo Kikuu cha Hubei alisema kwamba waliunda protini iliyobadilishwa AKR4C17F291D yenye ufanisi ulioboreshwa wa uharibifu wa glyphosate, ambayo hutoa zana muhimu ya kukuza mazao ya transgenic yanayostahimili glyphosate yenye mabaki ya chini ya glyphosate na kutumia bakteria wa uhandisi wa vijidudu kuharibu glyphosate katika mazingira.
Imeripotiwa kwamba timu ya Guo Ruiting imekuwa ikishiriki katika utafiti kuhusu uchambuzi wa muundo na majadiliano ya utaratibu wa vimeng'enya vya uharibifu wa kibiolojia, sintasisi za terpenoidi, na protini lengwa za dawa za vitu vyenye sumu na hatari katika mazingira. Li Hao, mtafiti mwenza Yang Yu na mhadhiri Hu Yumei katika timu hiyo ndio waandishi wa kwanza wa karatasi hiyo, na Guo Ruiting na Dai Longhai ndio waandishi wenza wanaolingana.
Muda wa chapisho: Juni-02-2022