ग्लायफोसेटच्या वनस्पतीच्या ऱ्हासाची आण्विक यंत्रणा प्रकट झाली

700,000 टनांहून अधिक वार्षिक उत्पादनासह, ग्लायफोसेट हे जगातील सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे आणि सर्वात मोठे तणनाशक आहे.तणांचा प्रतिकार आणि ग्लायफोसेटच्या गैरवापरामुळे पर्यावरणीय पर्यावरण आणि मानवी आरोग्यास होणारे संभाव्य धोके याकडे मोठे लक्ष वेधले गेले आहे. 

२९ मे रोजी, हुबेई युनिव्हर्सिटीच्या स्कूल ऑफ लाइफ सायन्सेस आणि प्रांतीय आणि मंत्री विभाग यांनी संयुक्तपणे स्थापन केलेल्या बायोकॅटॅलिसिस आणि एन्झाईम अभियांत्रिकीच्या स्टेट की प्रयोगशाळेतील प्रोफेसर गुओ रुईटिंग यांच्या टीमने, जर्नल ऑफ हॅझर्डस मटेरियलमध्ये नवीनतम शोधनिबंध प्रकाशित केले, विश्लेषण केले. बार्नयार्ड गवताचे पहिले विश्लेषण.(एक घातक भात तण) - व्युत्पन्न अल्डो-केटो रिडक्टेज AKR4C16 आणि AKR4C17 ग्लायफोसेटच्या ऱ्हासाची प्रतिक्रिया यंत्रणा उत्प्रेरित करतात आणि आण्विक बदलाद्वारे AKR4C17 द्वारे ग्लायफोसेटची निकृष्ट कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारतात.

ग्लायफोसेटचा प्रतिकार वाढतो.

1970 च्या दशकात त्याची ओळख झाल्यापासून, ग्लायफोसेट जगभरात लोकप्रिय झाले आहे आणि हळूहळू ते सर्वात स्वस्त, सर्वाधिक वापरले जाणारे आणि सर्वात उत्पादक ब्रॉड-स्पेक्ट्रम तणनाशक बनले आहे.हे तणांसह वनस्पतींमध्ये चयापचय विकारांना कारणीभूत ठरते, विशेषत: 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), वनस्पतींच्या वाढीमध्ये आणि चयापचय प्रक्रियेत गुंतलेले मुख्य एन्झाइम प्रतिबंधित करते.आणि मृत्यू.

म्हणून, ग्लायफोसेट-प्रतिरोधक ट्रान्सजेनिक पिकांचे प्रजनन करणे आणि शेतात ग्लायफोसेट वापरणे हा आधुनिक शेतीमध्ये तण नियंत्रणाचा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे. 

तथापि, ग्लायफोसेटच्या व्यापक वापर आणि गैरवापरामुळे, डझनभर तण हळूहळू विकसित झाले आणि उच्च ग्लायफोसेट सहनशीलता विकसित केली.

याव्यतिरिक्त, ग्लायफोसेट-प्रतिरोधक अनुवांशिकरित्या सुधारित पिके ग्लायफोसेटचे विघटन करू शकत नाहीत, परिणामी पिकांमध्ये ग्लायफोसेटचे संचय आणि हस्तांतरण होते, जे अन्न साखळीतून सहजपणे पसरू शकते आणि मानवी आरोग्य धोक्यात आणू शकते. 

त्यामुळे, ग्लायफोसेटचे ऱ्हास करू शकणाऱ्या जनुकांचा शोध घेणे निकडीचे आहे, जेणेकरून कमी ग्लायफोसेट अवशेषांसह उच्च ग्लायफोसेट-प्रतिरोधक ट्रान्सजेनिक पिकांची लागवड करता येईल.

क्रिस्टल स्ट्रक्चर आणि वनस्पती-व्युत्पन्न ग्लायफोसेट-डिग्रेडिंग एन्झाईम्सची उत्प्रेरक प्रतिक्रिया यंत्रणा सोडवणे

2019 मध्ये, चीनी आणि ऑस्ट्रेलियन संशोधन संघांनी ग्लायफोसेट-प्रतिरोधक बार्नयार्ड गवतापासून प्रथमच दोन ग्लायफोसेट-डिग्रेडिंग अल्डो-केटो रिडक्टेस, AKR4C16 आणि AKR4C17 ओळखले.ते ग्लायफोसेटला नॉनटॉक्सिक अमिनोमिथाइलफॉस्फोनिक ॲसिड आणि ग्लायऑक्सिलिक ॲसिडमध्ये डिग्रेज करण्यासाठी कोफॅक्टर म्हणून NADP+ वापरू शकतात.

AKR4C16 आणि AKR4C17 हे प्रथम नोंदवलेले ग्लायफोसेट-डिग्रेडिंग एन्झाइम आहेत जे वनस्पतींच्या नैसर्गिक उत्क्रांतीद्वारे उत्पादित केले जातात.ग्लायफोसेटच्या त्यांच्या ऱ्हासाची आण्विक यंत्रणा अधिक शोधण्यासाठी, गुओ रुईटिंगच्या टीमने या दोन एन्झाईम्स आणि कोफॅक्टर उच्च यांच्यातील संबंधांचे विश्लेषण करण्यासाठी एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफीचा वापर केला.रिझोल्यूशनच्या जटिल संरचनेने ग्लायफोसेट, NADP+ आणि AKR4C17 च्या तिरंगी कॉम्प्लेक्सचे बंधनकारक मोड प्रकट केले आणि AKR4C16 आणि AKR4C17-मध्यस्थ ग्लायफोसेट ऱ्हासाची उत्प्रेरक प्रतिक्रिया यंत्रणा प्रस्तावित केली.

AKR4C17/NADP+/ग्लायफोसेट कॉम्प्लेक्सची रचना आणि ग्लायफोसेटच्या ऱ्हासाची प्रतिक्रिया यंत्रणा.

आण्विक बदल ग्लायफोसेटची निकृष्ट कार्यक्षमता सुधारते.

AKR4C17/NADP+/glyphosate चे सुरेख त्रिमितीय संरचनात्मक मॉडेल प्राप्त केल्यानंतर, प्रोफेसर गुओ रुईटिंग यांच्या टीमने पुढे एक उत्परिवर्ती प्रथिने AKR4C17F291D प्राप्त केले ज्यामध्ये एंझाइम रचना आणि रचना रचनेद्वारे ग्लायफोसेटच्या डिग्रेडेशन कार्यक्षमतेत 70% वाढ झाली आहे.

AKR4C17 म्युटंट्सच्या ग्लायफोसेट-डिग्रेडिंग क्रियाकलापांचे विश्लेषण.

"आमचे कार्य AKR4C16 आणि AKR4C17 ची आण्विक यंत्रणा ग्लायफोसेटच्या ऱ्हासाला उत्प्रेरित करते, जी AKR4C16 आणि AKR4C17 ची ग्लायफोसेटची निकृष्ट कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी त्यांच्या पुढील सुधारणांसाठी एक महत्त्वाचा पाया घालते."पेपरचे संबंधित लेखक, हुबेई युनिव्हर्सिटीचे सहयोगी प्राध्यापक दाई लोन्घाई म्हणाले की त्यांनी सुधारित ग्लायफोसेट डिग्रेडेशन कार्यक्षमतेसह उत्परिवर्ती प्रोटीन AKR4C17F291D तयार केले आहे, जे उच्च ग्लायफोसेट-प्रतिरोधक ट्रान्सजेनिक पिकांच्या लागवडीसाठी एक महत्त्वाचे साधन प्रदान करते ज्यात कमी ग्लायफॉसिएट इंजिन आणि कमी ग्लायफॉसिएट इंजिनचा वापर केला जातो. वातावरणातील ग्लायफोसेट खराब करणे.

असे नोंदवले गेले आहे की गुओ रुईटिंगची टीम पर्यावरणातील विषारी आणि हानिकारक पदार्थांचे जैवविघटन एंझाइम, टेरपेनॉइड सिंथेसेस आणि ड्रग टार्गेट प्रोटीन्सच्या संरचना विश्लेषण आणि यंत्रणा चर्चा यावर दीर्घकाळ संशोधन करण्यात गुंतलेली आहे.ली हाओ, सहयोगी संशोधक यांग यू आणि संघातील व्याख्याता हू युमेई हे पेपरचे सह-प्रथम लेखक आहेत आणि गुओ रुईटिंग आणि दाई लोन्घाई हे सह-संबंधित लेखक आहेत.