B'produzzjoni annwali ta' aktar minn 700,000 tunnellata, il-glifosat huwa l-aktar erbiċida użata u l-akbar fid-dinja. Ir-reżistenza għall-ħaxix ħażin u t-theddid potenzjali għall-ambjent ekoloġiku u s-saħħa tal-bniedem ikkawżati mill-abbuż tal-glifosat ġibdu attenzjoni kbira.
Fid-29 ta' Mejju, it-tim tal-Professur Guo Ruiting mil-Laboratorju Ewlieni tal-Istat tal-Bijokatalisi u l-Inġinerija tal-Enżimi, stabbilit b'mod konġunt mill-Iskola tax-Xjenzi tal-Ħajja tal-Università ta' Hubei u d-dipartimenti provinċjali u ministerjali, ippubblika l-aħħar dokument ta' riċerka fil-Ġurnal tal-Materjali Perikolużi, li janalizza l-ewwel analiżi tal-ħaxix tal-barnyard. (Ħaxix ħażin malinn tar-ross) derivat minn aldo-keto reductase AKR4C16 u AKR4C17 jikkatalizzaw il-mekkaniżmu ta' reazzjoni tad-degradazzjoni tal-glifosat, u jtejbu ħafna l-effiċjenza tad-degradazzjoni tal-glifosat minn AKR4C17 permezz ta' modifikazzjoni molekulari.
Reżistenza dejjem tikber għall-glifosat.
Mill-introduzzjoni tiegħu fis-snin sebgħin, il-glifosat kien popolari mad-dinja kollha, u gradwalment sar l-erbiċida ta' spettru wiesa' l-irħas, l-aktar użat u l-aktar produttiv. Jikkawża disturbi metaboliċi fil-pjanti, inklużi l-ħaxix ħażin, billi jinibixxi speċifikament il-5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), enzima ewlenija involuta fit-tkabbir u l-metaboliżmu tal-pjanti, u l-mewt.
Għalhekk, it-tnissil ta' għelejjel transġeniċi reżistenti għall-glifosat u l-użu tal-glifosat fl-għalqa huwa mod importanti biex jiġu kkontrollati l-ħaxix ħażin fl-agrikoltura moderna.
Madankollu, bl-użu u l-abbuż mifrux tal-glifosat, għexieren ta’ ħaxix ħażin evolvew gradwalment u żviluppaw tolleranza għolja għall-glifosat.
Barra minn hekk, l-għelejjel ġenetikament modifikati reżistenti għall-glifosat ma jistgħux jiddekomponu l-glifosat, u dan jirriżulta fl-akkumulazzjoni u t-trasferiment tal-glifosat fl-għelejjel, li jista' jinfirex faċilment fil-katina alimentari u jipperikola s-saħħa tal-bniedem.
Għalhekk, huwa urġenti li jiġu skoperti ġeni li jistgħu jiddegradaw il-glifosat, sabiex jiġu kkultivati għelejjel transġeniċi reżistenti ħafna għall-glifosat b'residwi baxxi ta' glifosat.
Ir-riżoluzzjoni tal-istruttura tal-kristall u l-mekkaniżmu ta' reazzjoni katalitika ta' enzimi li jiddegradaw il-glifosat derivati mill-pjanti
Fl-2019, timijiet ta' riċerka Ċiniżi u Awstraljani identifikaw żewġ aldo-keto reductase li jiddegradaw il-glifosat, AKR4C16 u AKR4C17, għall-ewwel darba minn ħaxix tal-barnyard reżistenti għall-glifosat. Jistgħu jużaw NADP+ bħala kofattur biex jiddegradaw il-glifosat għal aċidu aminometilfosfoniku mhux tossiku u aċidu glijossiliku.
AKR4C16 u AKR4C17 huma l-ewwel enzimi li jiddegradaw il-glifosat li ġew irrappurtati bħala prodotti mill-evoluzzjoni naturali tal-pjanti. Sabiex jesploraw aktar il-mekkaniżmu molekulari tad-degradazzjoni tagħhom tal-glifosat, it-tim ta' Guo Ruiting uża l-kristalografija bir-raġġi-X biex janalizza r-relazzjoni bejn dawn iż-żewġ enzimi u l-kofattur għoli. L-istruttura kumplessa tar-riżoluzzjoni żvelat il-mod ta' rbit tal-kumpless ternarju tal-glifosat, NADP+ u AKR4C17, u pproponiet il-mekkaniżmu ta' reazzjoni katalitika tad-degradazzjoni tal-glifosat medjata mill-AKR4C16 u l-AKR4C17.
Struttura tal-kumpless AKR4C17/NADP+/glifosat u l-mekkaniżmu ta' reazzjoni tad-degradazzjoni tal-glifosat.
Il-modifikazzjoni molekulari ttejjeb l-effiċjenza tad-degradazzjoni tal-glifosat.
Wara li kiseb il-mudell strutturali tridimensjonali fin tal-AKR4C17/NADP+/glyphosate, it-tim tal-Professur Guo Ruiting kiseb ukoll proteina mutanti AKR4C17F291D b'żieda ta' 70% fl-effiċjenza tad-degradazzjoni tal-glyphosate permezz ta' analiżi tal-istruttura tal-enzimi u disinn razzjonali.
Analiżi tal-attività ta' degradazzjoni tal-glifosat tal-mutanti AKR4C17.
“Ix-xogħol tagħna jiżvela l-mekkaniżmu molekulari tal-AKR4C16 u l-AKR4C17 li jikkatalizzaw id-degradazzjoni tal-glifosat, li jistabbilixxi bażi importanti għal aktar modifika tal-AKR4C16 u l-AKR4C17 biex titjieb l-effiċjenza tad-degradazzjoni tal-glifosat.” L-awtur korrispondenti tad-dokument, il-Professur Assoċjat Dai Longhai tal-Università ta’ Hubei qal li huma bnew proteina mutanti AKR4C17F291D b’effiċjenza mtejba tad-degradazzjoni tal-glifosat, li tipprovdi għodda importanti għall-kultivazzjoni ta’ għelejjel transġeniċi reżistenti ħafna għall-glifosat b’residwi baxxi ta’ glifosat u l-użu ta’ batterji tal-inġinerija mikrobjali biex jiddegradaw il-glifosat fl-ambjent.
Huwa rrappurtat li t-tim ta' Guo Ruiting ilu involut fir-riċerka dwar l-analiżi tal-istruttura u d-diskussjoni tal-mekkaniżmu tal-enzimi tal-bijodegradazzjoni, is-sintasi tat-terpenojdi, u l-proteini fil-mira tad-drogi ta' sustanzi tossiċi u ta' ħsara fl-ambjent. Li Hao, ir-riċerkatur assoċjat Yang Yu u l-lettur Hu Yumei fit-tim huma l-ko-awturi ewlenin tad-dokument, u Guo Ruiting u Dai Longhai huma l-awturi ko-korrispondenti.
Ħin tal-posta: 02 ta' Ġunju 2022