Kanthi produksi tahunan luwih saka 700.000 ton, glifosat minangka herbisida sing paling akeh digunakake lan paling gedhe ing donya. Resistensi gulma lan ancaman potensial kanggo lingkungan ekologis lan kesehatan manungsa sing disebabake dening penyalahgunaan glifosat wis narik kawigaten gedhe.
Ing tanggal 29 Mei, tim Profesor Guo Ruiting saka Laboratorium Biokatalisis lan Teknik Enzim Negara Bagian, sing diadegake bebarengan dening Sekolah Ilmu Kehidupan Universitas Hubei lan departemen provinsi lan kementerian, nerbitake makalah riset paling anyar ing Journal of Hazardous Materials, sing nganalisis analisis pertama suket lumbung. (Gula padi ganas) sing asale saka aldo-keto reduktase AKR4C16 lan AKR4C17 ngkatalisis mekanisme reaksi degradasi glifosat, lan ningkatake efisiensi degradasi glifosat dening AKR4C17 liwat modifikasi molekuler.
Resistensi glifosat sing saya tambah.
Wiwit dikenalake ing taun 1970-an, glifosat wis populer ing saindenging jagad, lan mboko sithik dadi herbisida spektrum sing paling murah, paling akeh digunakake, lan paling produktif. Iki nyebabake kelainan metabolisme ing tanduran, kalebu gulma, kanthi khusus nyegah 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), enzim kunci sing melu pertumbuhan lan metabolisme tanduran, lan pati.
Mulane, budidaya tanduran transgenik sing tahan glifosat lan nggunakake glifosat ing lapangan minangka cara penting kanggo ngontrol gulma ing tetanèn modern.
Nanging, kanthi panggunaan lan penyalahgunaan glifosat sing nyebar, puluhan gulma mboko sithik berkembang lan ngembangake toleransi glifosat sing dhuwur.
Kajaba iku, tanduran sing diowahi sacara genetis tahan glifosat ora bisa bosok glifosat, sing nyebabake akumulasi lan transfer glifosat ing tanduran, sing bisa gampang nyebar liwat rantai panganan lan mbebayani kesehatan manungsa.
Mulane, penting banget kanggo nemokake gen sing bisa ngrusak glifosat, supaya bisa nandur tanduran transgenik sing tahan glifosat dhuwur kanthi residu glifosat sing sithik.
Ngrampungake struktur kristal lan mekanisme reaksi katalitik enzim pendegradasi glifosat sing asale saka tanduran
Ing taun 2019, tim riset Tiongkok lan Australia ngidentifikasi rong reduktase aldo-keto sing ngurai glifosat, AKR4C16 lan AKR4C17, kanggo pisanan saka suket lumbung sing tahan glifosat. Dheweke bisa nggunakake NADP+ minangka kofaktor kanggo ngurai glifosat dadi asam aminometilfosfonat lan asam glioksilat sing ora beracun.
AKR4C16 lan AKR4C17 minangka enzim pendegradasi glifosat pisanan sing dilaporake sing diasilake dening evolusi alami tanduran. Kanggo njelajah luwih lanjut mekanisme molekuler degradasi glifosat, tim Guo Ruiting nggunakake kristalografi sinar-X kanggo nganalisis hubungan antarane rong enzim iki lan kofaktor sing dhuwur. Struktur kompleks resolusi kasebut nuduhake mode pengikatan kompleks terner glifosat, NADP+ lan AKR4C17, lan ngusulake mekanisme reaksi katalitik degradasi glifosat sing dimediasi AKR4C16 lan AKR4C17.
Struktur kompleks AKR4C17/NADP+/glifosat lan mekanisme reaksi degradasi glifosat.
Modifikasi molekuler ningkatake efisiensi degradasi glyphosate.
Sawisé éntuk model struktural telung dimensi AKR4C17/NADP+/glyphosate sing apik, tim Profesor Guo Ruiting luwih lanjut éntuk protein mutan AKR4C17F291D kanthi peningkatan efisiensi degradasi glyphosate nganti 70% liwat analisis struktur enzim lan desain rasional.
Analisis aktivitas degradasi glifosat saka mutan AKR4C17.
"Pakaryan kita mbukak mekanisme molekuler AKR4C16 lan AKR4C17 sing ngatalisis degradasi glifosat, sing dadi pondasi penting kanggo modifikasi luwih lanjut saka AKR4C16 lan AKR4C17 kanggo ningkatake efisiensi degradasi glifosat." Penulis makalah sing cocog, Profesor Madya Dai Longhai saka Universitas Hubei ujar manawa dheweke nggawe protein mutan AKR4C17F291D kanthi efisiensi degradasi glifosat sing luwih apik, sing nyedhiyakake alat penting kanggo nandur tanduran transgenik tahan glifosat sing dhuwur kanthi residu glifosat sing sithik lan nggunakake bakteri rekayasa mikroba kanggo ngrusak glifosat ing lingkungan.
Dilaporake yen tim Guo Ruiting wis suwe melu riset babagan analisis struktur lan diskusi mekanisme enzim biodegradasi, sintase terpenoid, lan protein target obat saka zat beracun lan mbebayani ing lingkungan. Li Hao, peneliti asosiasi Yang Yu lan dosen Hu Yumei ing tim kasebut minangka penulis pertama makalah kasebut, lan Guo Ruiting lan Dai Longhai minangka penulis sing gegandhengan.
Wektu kiriman: 02 Juni 2022