İllik istehsalı 700.000 tondan çox olan qlifosat dünyada ən çox istifadə edilən və ən böyük herbisiddir. Qlifosatın sui-istifadəsinin yaratdığı alaq otlarına qarşı müqavimət və ekoloji mühitə və insan sağlamlığına potensial təhdidlər böyük diqqət çəkib.
Mayın 29-da Hubei Universitetinin Həyat Elmləri Məktəbi və əyalət və nazirlik departamentləri tərəfindən birgə yaradılan Biokataliz və Ferment Mühəndisliyi Dövlət Açar Laboratoriyasından professor Guo Ruitingin komandası, tarla otunun ilk analizini təhlil edən ən son tədqiqat məqaləsini "Journal of Hardous Materials" jurnalında dərc etdi. (Zərərli çəltik otu)-dan əldə edilən aldo-keto reduktaza AKR4C16 və AKR4C17, qlifosat parçalanmasının reaksiya mexanizmini katalizləşdirir və molekulyar modifikasiya yolu ilə AKR4C17 tərəfindən qlifosat parçalanmasının səmərəliliyini xeyli artırır.
Artan qlifosat müqaviməti.
1970-ci illərdə tətbiq olunduğu vaxtdan bəri, qlifosat bütün dünyada məşhurlaşmış və tədricən ən ucuz, ən geniş istifadə edilən və ən məhsuldar geniş spektrli herbisidə çevrilmişdir. Bitki böyüməsində və maddələr mübadiləsində, eləcə də ölümündə iştirak edən əsas ferment olan 5-enolpiruvilşikimat-3-fosfat sintazını (EPSPS) xüsusi olaraq inhibə etməklə bitkilərdə, o cümlədən alaq otlarında metabolik pozğunluqlara səbəb olur.
Buna görə də, qlifosata davamlı transgen bitkilərin yetişdirilməsi və tarlada qlifosatdan istifadə müasir kənd təsərrüfatında alaq otlarına nəzarət etməyin vacib bir yoludur.
Lakin, qlifosatdan geniş istifadə və sui-istifadə ilə onlarla alaq otları tədricən inkişaf etmiş və yüksək qlifosata qarşı tolerantlıq inkişaf etdirmişdir.
Bundan əlavə, qlifosata davamlı genetik modifikasiya olunmuş bitkilər qlifosatı parçalaya bilmir və nəticədə bitkilərdə qlifosanın toplanmasına və köçürülməsinə səbəb olur ki, bu da qida zənciri vasitəsilə asanlıqla yayıla və insan sağlamlığına təhlükə yarada bilər.
Buna görə də, qlifosat qalıqları az olan yüksək qlifosa davamlı transgen bitkilər yetişdirmək üçün qlifosatı parçalaya bilən genləri kəşf etmək təcili olaraq vacibdir.
Bitki mənşəli qlifosat parçalayan fermentlərin kristal quruluşunun və katalitik reaksiya mexanizminin həlli
2019-cu ildə Çin və Avstraliya tədqiqat qrupları ilk dəfə olaraq qlifosata davamlı ot bağçasından iki qlifosat parçalayan aldo-keto reduktaza, AKR4C16 və AKR4C17 müəyyən etdilər. Onlar qlifosatı toksik olmayan aminometilfosfon turşusu və qlioksilik turşuya parçalamaq üçün kofaktor kimi NADP+ istifadə edə bilərlər.
AKR4C16 və AKR4C17 bitkilərin təbii təkamülü nəticəsində istehsal olunan ilk qlifosat parçalayan fermentlərdir. Qlifosat parçalanmasının molekulyar mexanizmini daha da araşdırmaq üçün Guo Ruiting komandası bu iki ferment və kofaktor yüksəkliyi arasındakı əlaqəni təhlil etmək üçün rentgen kristalloqrafiyasından istifadə etmişdir. Çözünürlüyün mürəkkəb quruluşu qlifosat, NADP+ və AKR4C17-nin üçlü kompleksinin bağlanma rejimini aşkar etmiş və AKR4C16 və AKR4C17 vasitəçiliyi ilə qlifosat parçalanmasının katalitik reaksiya mexanizmini təklif etmişdir.
AKR4C17/NADP+/qlifosat kompleksinin quruluşu və qlifosat parçalanmasının reaksiya mexanizmi.
Molekulyar modifikasiya qlifosatın parçalanma səmərəliliyini artırır.
AKR4C17/NADP+/qlifosatın incə üçölçülü struktur modelini əldə etdikdən sonra, professor Guo Ruitingin komandası ferment struktur təhlili və rasional dizayn vasitəsilə qlifosatın parçalanma səmərəliliyini 70% artıran mutant AKR4C17F291D zülalı əldə etdi.
AKR4C17 mutantlarının qlifosat parçalayıcı aktivliyinin təhlili.
“İşimiz AKR4C16 və AKR4C17-nin qlifosat parçalanmasını katalizləşdirən molekulyar mexanizmini ortaya qoyur ki, bu da AKR4C16 və AKR4C17-nin qlifosat parçalanma səmərəliliyini artırmaq üçün daha da modifikasiyası üçün mühüm təməl qoyur.” Məqalənin müxbir müəllifi, Hubei Universitetinin dosenti Dai Longhai bildirib ki, onlar qlifosat parçalanma səmərəliliyini artıran mutant AKR4C17F291D zülalı hazırlayıblar və bu, aşağı qlifosat qalıqları olan yüksək qlifosa davamlı transgen bitkilərin becərilməsi və ətraf mühitdə qlifosat parçalanmaq üçün mikrob mühəndisliyi bakteriyalarından istifadə etmək üçün vacib bir vasitə təmin edir.
Bildirilir ki, Guo Ruitingin komandası uzun müddətdir ki, ətraf mühitdəki zəhərli və zərərli maddələrin bioloji parçalanma fermentlərinin, terpenoid sintazlarının və dərman hədəf zülallarının struktur təhlili və mexanizminin müzakirəsi üzrə tədqiqatlarla məşğuldur. Komandadakı Li Hao, dosent Yanq Yu və müəllim Hu Yumei məqalənin həmmüəllifləri, Guo Ruiting və Dai Lonqhai isə həmmüəlliflərdir.
Yazı vaxtı: 02 iyun 2022