Glifosatyň ýyllyk önümçiligi 700,000 tonnadan gowrak bolup, ol dünýäde iň köp ulanylýan we iň uly gerbisiddir. Glifosatyň nädogry ulanylmagy sebäpli haşal otlara garşy durnuklylyk we ekologiýa gurşawyna we adam saglygyna howp abanmagy uly ünsi özüne çekdi.
29-njy maýda Hubei uniwersitetiniň ýaşaýyş ylymlary mekdebi we welaýat we ministrlikler bölümleri tarapyndan bilelikde döredilen Biokataliz we ferment inženerçiligi döwlet açar laboratoriýasyndan professor Guo Ruitingiň topary Howply materiallar žurnalynda iň soňky ylmy makalany çap etdi, onda ambar otunyň ilkinji analizi seljerildi. (Zyýanly şaly otundan) alynýan aldo-keto reduktaza AKR4C16 we AKR4C17 glifosat dargamagynyň reaksiýa mehanizmini katalizleýär we molekulýar üýtgeşme arkaly AKR4C17 tarapyndan glifosat dargamagynyň netijeliligini ep-esli ýokarlandyrýar.
Glifosata garşylygyň artmagy.
1970-nji ýyllarda ornaşdyrylandan bäri, glifosat bütin dünýäde meşhur boldy we kem-kemden iň arzan, iň giňden ulanylýan we iň netijeli giň spektrli gerbiside öwrüldi. Ol ösümlikleriň ösüşine we metabolizmine we ölümine gatnaşýan esasy ferment bolan 5-enolpiruwilşikimat-3-fosfat sintazasyny (EPSPS) aýratyn basyp, ösümliklerde, şol sanda haşal otlarda metabolik bozulmalara sebäp bolýar.
Şonuň üçin glifosata çydamly transgen ekinleri ösdürip ýetişdirmek we meýdanda glifosat ulanmak häzirki zaman oba hojalygynda haşal otlara garşy göreşmegiň möhüm usulydyr.
Şeýle-de bolsa, glifosatyň giňden ulanylmagy we nädogry ulanylmagy bilen onlarça haşal otlar kem-kemden ösüp, ýokary glifosa çydamlylygyny ösdürdi.
Mundan başga-da, glifosata çydamly genetiki taýdan modifisirlenen ekinler glifosaty parçalap bilmeýär, netijede ekinlerde glifosadyň toplanmagyna we geçirilmegine sebäp bolýar, bu bolsa iýmit zynjyry arkaly aňsatlyk bilen ýaýrap, adam saglygyna howp salyp biler.
Şonuň üçin glifosat galyndylary az bolan ýokary glifosa çydamly transgen ekinlerini ösdürmek üçin glifosaty parçalap bilýän genleri açmak gyssaglydyr.
Ösümliklerden alynýan glifosat parçalaýjy fermentleriň kristal gurluşyny we katalitik reaksiýa mehanizmini çözmek
2019-njy ýylda hytaýly we awstraliýaly ylmy-barlag toparlary glifosata çydamly otlardan ilkinji gezek iki sany glifosat parçalaýan aldo-keto reduktazany, AKR4C16 we AKR4C17-ni anykladylar. Olar NADP+-ny glifosaty zäherli däl aminometilfosfon turşusyna we glioksil turşusyna parçalamak üçin kofaktor hökmünde ulanyp bilerler.
AKR4C16 we AKR4C17 ösümlikleriň tebigy ewolýusiýasy arkaly öndürilen glifosat parçalaýjy fermentleriň ilkinji habar berlenleridir. Olaryň glifosat parçalanmagynyň molekulýar mehanizmini has çuňňur öwrenmek üçin Guo Ruitingiň topary bu iki ferment bilen kofaktor ýokarylygynyň arasyndaky gatnaşygy seljermek üçin rentgen kristallografiýasyny ulandy. Çözgüdiň çylşyrymly gurluşy glifosatyň, NADP+ we AKR4C17-niň üçlü kompleksiniň baglanyş usulyny açyp görkezdi we AKR4C16 we AKR4C17 arkaly glifosat parçalanmagynyň katalitik reaksiýa mehanizmini teklip etdi.
AKR4C17/NADP+/glifosat toplumynyň gurluşy we glifosat dargamagynyň reaksiýa mehanizmi.
Molekulýar modifikasiýa glifosatyň dargama netijeliligini ýokarlandyrýar.
AKR4C17/NADP+/glifosatyň inçe üç ölçegli gurluş modelini alandan soň, professor Guo Ruitingiň topary ferment gurluşynyň seljermesi we rasional dizaýn arkaly glifosatyň dargama netijeliligini 70% ýokarlandyrýan mutant AKR4C17F291D belogyny hem aldy.
AKR4C17 mutantlarynyň glifosat parçalaýjy işjeňliginiň analizi.
“Biziň işimiz AKR4C16 we AKR4C17-niň glifosatyň dargamagyny katalizleýän molekulýar mehanizmini açyp görkezýär, bu bolsa AKR4C16 we AKR4C17-niň glifosatyň dargamagynyň netijeliligini ýokarlandyrmak üçin mundan beýläk-de modifikasiýasy üçin möhüm esas döredýär.” Makalanyň degişli awtory, Hubei uniwersitetiniň dosenti Daý Longhaý, olaryň glifosatyň dargamagynyň netijeliligini ýokarlandyrýan mutant AKR4C17F291D belogyny gurandygyny aýtdy, bu bolsa glifosatyň galyndylary pes bolan ýokary glifosa çydamly transgen ekinleri ösdürip ýetişdirmek we daşky gurşawda glifosaty dargatmak üçin mikrobial inženerçilik bakteriýalaryny ulanmak üçin möhüm gural bolup hyzmat edýär.
Guo Ruitingiň toparynyň daşky gurşawdaky zäherli we zyýanly maddalaryň biodegradasiýa fermentleriniň, terpenoid sintazlarynyň we derman nyşana beloklarynyň gurluş seljermesi we mehanizmini ara alyp maslahatlaşmak boýunça ylmy-barlag işleri bilen uzak wagtlap meşgullanýandygy habar berilýär. Topardaky Li Hao, kömekçi ylmy işgär Ýang Ýu we lektor Hu Ýumeý makalanyň ilkinji awtorlary, Guo Ruiting we Daý Longhaý bolsa habarlaşmak üçin awtorlardyr.
Ýerleşdirilen wagty: 2022-nji ýylyň 2-nji iýuny