Глифосат бо истеҳсоли солонаи беш аз 700,000 тонна, васеъ истифодашаванда ва бузургтарин гербисид дар ҷаҳон аст. Муқовимат ба алафҳои бегона ва таҳдидҳои эҳтимолӣ ба муҳити экологӣ ва саломатии инсон, ки аз сӯиистифода аз глифосат ба вуҷуд меоянд, таваҷҷуҳи зиёдро ба худ ҷалб кардаанд.
Рӯзи 29 май, дастаи профессор Гуо Руйтинг аз Лабораторияи калидии давлатии биокатализ ва муҳандисии ферментҳо, ки муштаракан аз ҷониби Мактаби илмҳои ҳаёти Донишгоҳи Ҳубей ва шӯъбаҳои вилоятӣ ва вазоратӣ таъсис дода шудааст, мақолаи охирини тадқиқотиро дар Journal of Hazardous Materials нашр кард, ки дар он аввалин таҳлили алафи анбор таҳлил карда шуд. AKR4C16 ва AKR4C17, ки аз алдо-кето редуктазаи аз (алкогияи бадсифати шолӣ) ҳосилшуда мебошанд, механизми реаксияи таҷзияи глифосатро катализ мекунанд ва самаранокии таҷзияи глифосатро тавассути AKR4C17 тавассути тағир додани молекулавӣ ба таври назаррас беҳтар мекунанд.
Афзоиши муқовимат ба глифосат.
Аз замони муаррифии он дар солҳои 1970-ум, глифосат дар тамоми ҷаҳон маъмул гаштааст ва тадриҷан ба арзонтарин, васеъ истифодашаванда ва сермаҳсултарин гербисиди васеъспектр табдил ёфтааст. Он бо роҳи махсусан боздорандаи 5-энолпирувилшикимат-3-фосфатсинтаза (EPSPS), ферменти калидӣ, ки дар афзоиш ва мубодилаи моддаҳои растанӣ ва марг иштирок мекунад, дар растаниҳо, аз ҷумла алафҳои бегона, ихтилоли мубодилаи моддаҳоро ба вуҷуд меорад.
Аз ин рӯ, парвариши зироатҳои трансгении тобовар ба глифосат ва истифодаи глифосат дар саҳро роҳи муҳими мубориза бо алафҳои бегона дар кишоварзии муосир мебошад.
Аммо, бо истифодаи васеъ ва сӯиистифода аз глифосат, даҳҳо алафҳои бегона тадриҷан таҳаввул ёфта, таҳаммулпазирии баланди глифосатро ба вуҷуд оварданд.
Илова бар ин, зироатҳои аз ҷиҳати генетикӣ тағйирёфтаи тобовар ба глифосат наметавонанд глифосатро таҷзия кунанд, ки дар натиҷа глифосат дар зироатҳо ҷамъ мешавад ва интиқол меёбад, ки метавонад ба осонӣ тавассути занҷири ғизоӣ паҳн шавад ва саломатии инсонро зери хатар гузорад.
Аз ин рӯ, кашф кардани генҳое, ки метавонанд глифосатро вайрон кунанд, барои парвариши зироатҳои трансгении баландсифати ба глифосат тобовар бо боқимондаҳои глифосати кам, хеле муҳим аст.
Ҳалли сохтори кристаллӣ ва механизми реаксияи каталитикии ферментҳои деградатсиякунандаи глифосат аз растанӣ
Дар соли 2019, гурӯҳҳои таҳқиқотии Чин ва Австралия бори аввал ду алдо-кето-редуктазаи деградатсиякунандаи глифосат, AKR4C16 ва AKR4C17-ро аз алафи анбори тобовар ба глифосат муайян карданд. Онҳо метавонанд NADP+-ро ҳамчун кофактор барои деградатсияи глифосат ба кислотаи аминометилфосфонии ғайритоксикӣ ва кислотаи глиоксилӣ истифода баранд.
AKR4C16 ва AKR4C17 аввалин ферментҳои вайронкунандаи глифосат мебошанд, ки тавассути эволютсияи табиии растаниҳо ба вуҷуд омадаанд. Барои омӯзиши минбаъдаи механизми молекулавии вайроншавии онҳо аз глифосат, дастаи Гуо Руйтинг аз кристаллографияи рентгенӣ барои таҳлили робитаи байни ин ду фермент ва кофактор баланд истифода бурд. Сохтори мураккаби резолюция ҳолати пайвастшавии комплекси сегонаи глифосат, NADP+ ва AKR4C17-ро ошкор кард ва механизми реаксияи каталитикии вайроншавии глифосат бо миёнаравии AKR4C16 ва AKR4C17-ро пешниҳод кард.
Сохтори комплекси AKR4C17/NADP+/глифосат ва механизми реаксияи таҷзияи глифосат.
Тағйироти молекулавӣ самаранокии таҷзияи глифосатро беҳтар мекунад.
Пас аз ба даст овардани модели сохтории сеченакаи нозуки AKR4C17/NADP+/глифосат, дастаи профессор Гуо Руйтинг инчунин як сафедаи мутанти AKR4C17F291D-ро бо афзоиши 70% самаранокии таҷзияи глифосат тавассути таҳлили сохтори ферментҳо ва тарҳрезии оқилона ба даст овард.
Таҳлили фаъолияти деградатсиякунандаи глифосат дар мутантҳои AKR4C17.
«Кори мо механизми молекулавии AKR4C16 ва AKR4C17-ро, ки деградатсияи глифосатро катализ мекунад, ошкор мекунад, ки заминаи муҳимро барои тағир додани минбаъдаи AKR4C16 ва AKR4C17 барои беҳтар кардани самаранокии деградатсияи глифосат мегузорад.» Муаллифи дахлдори мақола, дотсент Дай Лонгхай аз Донишгоҳи Ҳубей гуфт, ки онҳо як сафедаи мутанти AKR4C17F291D-ро бо самаранокии беҳтаршудаи деградатсияи глифосат сохтаанд, ки воситаи муҳимро барои парвариши зироатҳои трансгении баландсифати ба глифосат тобовар бо боқимондаҳои пасти глифосат ва истифодаи бактерияҳои муҳандисии микробӣ барои деградатсияи глифосат дар муҳити зист фароҳам меорад.
Гуфта мешавад, ки дастаи Гуо Руйтинг муддати тӯлонӣ ба таҳқиқоти таҳлили сохтор ва муҳокимаи механизми ферментҳои биодеградатсия, синтазаҳои терпеноид ва сафедаҳои ҳадафи дорувории моддаҳои заҳролуд ва зараровар дар муҳити зист машғул аст. Ли Хао, муҳаққиқи ёвар Ян Ю ва лектор Ху Юмей дар ин даста муаллифони аввалини мақола ва Гуо Руйтинг ва Дай Лонгхай муаллифони ҳамкор мебошанд.
Вақти нашр: 02 июни соли 2022