Urtean 700.000 tona baino gehiago ekoizten dituenez, glifosatoa munduko herbizida erabiliena eta handiena da. Belar txarren aurkako erresistentziak eta glifosatoaren gehiegizko erabilerak ingurumen ekologikoarentzat eta giza osasunarentzat eragin ditzakeen mehatxu potentzialek arreta handia erakarri dute.
Maiatzaren 29an, Guo Ruiting irakaslearen taldeak, Hubei Unibertsitateko Bizitzaren Zientzien Eskolak eta probintziako eta ministerioetako sailek batera sortutako Biokatalisi eta Entzima Ingeniaritzako Estatu Laborategi Nagusikoak, azken ikerketa-artikulua argitaratu zuen Material Arriskutsuen Aldizkarian, ukuilu-belarraren lehen analisia aztertuz. (Arroz-belar gaiztoa)-tik eratorritako aldo-keto erreduktasak AKR4C16 eta AKR4C17 glifosatoaren degradazioaren erreakzio-mekanismoa katalizatzen dute, eta asko hobetzen dute AKR4C17-k glifosatoaren degradazio-eraginkortasuna aldaketa molekularraren bidez.
Glifosatoarekiko erresistentzia gero eta handiagoa.
1970eko hamarkadan sartu zenetik, glifosatoa mundu osoan ezaguna izan da, eta pixkanaka espektro zabaleko herbizida merkeena, erabiliena eta emankorrena bihurtu da. Nahasmendu metabolikoak eragiten ditu landareetan, belar txarrengan barne, 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS) espezifikoki inhibitzen baitu, landareen hazkuntzan eta metabolismoan parte hartzen duen entzima gakoa, eta heriotza.
Beraz, glifosatoarekiko erresistenteak diren labore transgenikoak haztea eta glifosatoa soroan erabiltzea modu garrantzitsua da nekazaritza modernoan belar txarrak kontrolatzeko.
Hala ere, glifosatoaren erabilera eta gehiegikeria zabalduarekin, dozenaka belar txar pixkanaka eboluzionatu eta glifosatoarekiko tolerantzia handia garatu dute.
Gainera, glifosatoarekiko erresistenteak diren genetikoki eraldatutako laboreek ezin dute glifosatoa deskonposatu, eta horren ondorioz glifosatoa metatu eta transferitzen da laboreetan, eta hori erraz heda daiteke elikadura-katean zehar eta gizakien osasuna arriskuan jar dezake.
Beraz, premiazkoa da glifosatoa degradatu dezaketen geneak aurkitzea, glifosato-hondakin gutxiko eta glifosatoarekiko erresistentzia handiko labore transgenikoak lantzeko.
Landareetatik eratorritako glifosatoa degradatzen duten entzimen kristal-egitura eta erreakzio katalitikoen mekanismoa ebaztea
2019an, Txinako eta Australiako ikerketa-taldeek glifosatoa degradatzen duten bi aldo-keto erreduktasa identifikatu zituzten, AKR4C16 eta AKR4C17, lehen aldiz glifosatoarekiko erresistentea den baserriko belarretik. NADP+ kofaktore gisa erabil dezakete glifosatoa azido aminometilfosfoniko ez-toxiko eta azido glioxilikoan degradatzeko.
AKR4C16 eta AKR4C17 landareen eboluzio naturalean sortutako glifosatoa degradatzen duten lehen entzimak dira. Glifosatoaren degradazioaren mekanismo molekularra gehiago aztertzeko, Guo Ruiting-en taldeak X izpien kristalografia erabili zuen bi entzima hauen eta kofaktore maila altuen arteko erlazioa aztertzeko. Bereizmenaren egitura konplexuak glifosatoaren, NADP+ eta AKR4C17ren konplexu ternarioaren lotura modua agerian utzi zuen, eta AKR4C16 eta AKR4C17k eragindako glifosatoaren degradazioaren erreakzio katalitikoaren mekanismoa proposatu zuen.
AKR4C17/NADP+/glifosato konplexuaren egitura eta glifosatoaren degradazioaren erreakzio-mekanismoa.
Aldaketa molekularrak glifosatoaren degradazio-eraginkortasuna hobetzen du.
AKR4C17/NADP+/glifosatoaren hiru dimentsioko egitura-eredu fina lortu ondoren, Guo Ruiting irakaslearen taldeak AKR4C17F291D proteina mutante bat lortu zuen, glifosatoaren degradazio-eraginkortasuna % 70 handituz, entzimen-egituraren analisi eta diseinu arrazionalaren bidez.
AKR4C17 mutanteen glifosatoaren degradazio-jardueraren analisia.
«Gure lanak AKR4C16 eta AKR4C17-ren mekanismo molekularra agerian uzten du, glifosatoaren degradazioa katalizatzen dutenak, eta oinarri garrantzitsua ezartzen du AKR4C16 eta AKR4C17 gehiago aldatzeko, glifosatoaren degradazio-eraginkortasuna hobetzeko». Artikuluaren egileordeak, Hubei Unibertsitateko irakasle elkartuak, esan zuen AKR4C17F291D proteina mutante bat eraiki zutela glifosatoaren degradazio-eraginkortasun hobetua duena, eta horrek tresna garrantzitsua eskaintzen duela glifosatoarekiko erresistentzia handiko labore transgenikoak lantzeko, glifosato-hondakin gutxirekin, eta ingeniaritza mikrobianoko bakterioak erabiliz glifosatoa ingurumenean degradatzeko.
Jakinarazi dutenez, Guo Ruitingen taldea aspalditik ari da lanean ingurumenean dauden substantzia toxiko eta kaltegarrien biodegradazio-entzimen, terpenoide sintasen eta sendagaien jomuga-proteinen egitura-analisiari eta mekanismoen eztabaidari buruzko ikerketan. Li Hao, Yang Yu ikertzaile elkartua eta taldeko Hu Yumei irakaslea dira artikuluaren lehen egilekideak, eta Guo Ruiting eta Dai Longhai dira egilekideak.
Argitaratze data: 2022ko ekainak 2