Cù una pruduzzione annuale di più di 700 000 tunnellate, u glifosatu hè l'erbicida u più utilizatu è u più grande in u mondu. A resistenza à e erbacce è e minacce potenziali per l'ambiente ecologicu è a salute umana causate da l'abusu di glifosatu anu attiratu una grande attenzione.
U 29 di maghju, a squadra di u prufessore Guo Ruiting di u Laboratoriu Chjave Statale di Biocatalisi è Ingegneria Enzimatica, stabilitu in cumunu da a Scola di Scienze di a Vita di l'Università di Hubei è i dipartimenti provinciali è ministeriali, hà publicatu l'ultimu articulu di ricerca in u Journal of Hazardous Materials, analizendu a prima analisi di l'erba di aia. L'aldo-cheto reduttasi derivata da (Una erbaccia maligna di risu) AKR4C16 è AKR4C17 catalizanu u mecanismu di reazione di a degradazione di u glifosatu, è migliuranu assai l'efficienza di degradazione di u glifosatu da AKR4C17 per via di a mudificazione moleculare.
Cresce a resistenza à u glifosatu.
Dapoi a so introduzione in l'anni 1970, u glyphosate hè statu pupulare in tuttu u mondu, è hè diventatu pianu pianu l'erbicida à largu spettru u più economicu, u più utilizatu è u più pruduttivu. Provoca disordini metabolichi in e piante, cumprese e erbacce, inibendu specificamente a 5-enolpiruvilshikimate-3-fosfatu sintasi (EPSPS), un enzima chjave implicatu in a crescita è u metabolismu di e piante, è a morte.
Dunque, a ripruduzzione di culturi transgeniche resistenti à u glifosatu è l'usu di u glifosatu in u campu hè un modu impurtante per cuntrullà e erbacce in l'agricultura muderna.
Tuttavia, cù l'usu è l'abusu generalizatu di u glifosatu, decine di erbacce anu evolutu gradualmente è sviluppatu una alta tolleranza à u glifosatu.
Inoltre, e culture geneticamente mudificate resistenti à u glifosatu ùn ponu micca decompone u glifosatu, ciò chì porta à l'accumulazione è u trasferimentu di glifosatu in e culture, chì ponu sparghjesi facilmente in a catena alimentaria è mette in periculu a salute umana.
Dunque, hè urgente scopre geni chì ponu degradà u glifosatu, in modu da cultivà culture transgeniche altamente resistenti à u glifosatu cù bassi residui di glifosatu.
Risoluzione di a struttura cristallina è di u mecanismu di reazione catalitica di l'enzimi chì degradanu u glifosatu derivati da e piante
In u 2019, e squadre di ricerca cinesi è australiane anu identificatu per a prima volta duie aldo-cheto riduttasi chì degradanu u glifosatu, AKR4C16 è AKR4C17, da l'erba di cortile resistente à u glifosatu. Puderanu aduprà NADP+ cum'è cofattore per degradà u glifosatu in acidu aminometilfosfonicu non tossicu è acidu gliossilicu.
AKR4C16 è AKR4C17 sò i primi enzimi chì degradanu u glifosatu prudutti da l'evoluzione naturale di e piante. Per esplorà più in prufundità u mecanismu moleculare di a so degradazione di u glifosatu, a squadra di Guo Ruiting hà utilizatu a cristallografia à raggi X per analizà a relazione trà sti dui enzimi è u cofattore altu. A struttura cumplessa di a risoluzione hà rivelatu u modu di ligame di u cumplessu ternariu di glifosatu, NADP+ è AKR4C17, è hà prupostu u mecanismu di reazione catalitica di a degradazione di u glifosatu mediata da AKR4C16 è AKR4C17.
Struttura di u cumplessu AKR4C17/NADP+/glifosatu è mecanismu di reazione di degradazione di u glifosatu.
A mudificazione moleculare migliora l'efficienza di degradazione di u glifosatu.
Dopu avè ottenutu u mudellu strutturale tridimensionale fine di AKR4C17/NADP+/glifosatu, a squadra di u prufessore Guo Ruiting hà ottenutu ancu una proteina mutante AKR4C17F291D cun un aumentu di 70% in l'efficienza di degradazione di u glifosatu per mezu di l'analisi di a struttura enzimatica è di un cuncepimentu razionale.
Analisi di l'attività degradante di u glifosatu di i mutanti AKR4C17.
«U nostru travagliu palesa u mecanismu moleculare di AKR4C16 è AKR4C17 chì catalizanu a degradazione di u glifosatu, ciò chì pone una basa impurtante per l'ulteriore mudificazione di AKR4C16 è AKR4C17 per migliurà a so efficienza di degradazione di u glifosatu.» L'autore currispundente di l'articulu, u prufessore assuciatu Dai Longhai di l'Università di Hubei, hà dettu ch'elli anu custruitu una proteina mutante AKR4C17F291D cù una efficienza di degradazione di u glifosatu migliorata, chì furnisce un strumentu impurtante per cultivà culture transgeniche altamente resistenti à u glifosatu cù bassi residui di glifosatu è aduprà batteri di ingegneria microbica per degradà u glifosatu in l'ambiente.
Hè statu signalatu chì a squadra di Guo Ruiting hè stata impegnata dapoi tantu tempu in a ricerca nantu à l'analisi di a struttura è a discussione di u mecanismu di l'enzimi di biodegradazione, di e sintasi terpenoidi è di e proteine bersagliu di e sostanze tossiche è dannose in l'ambiente. Li Hao, u ricercatore assuciatu Yang Yu è u lettore Hu Yumei in a squadra sò i co-primi autori di l'articulu, è Guo Ruiting è Dai Longhai sò l'autori co-currispondenti.
Data di publicazione: 02 di ghjugnu 2022