Glyphosatum, quotannis plus quam septingenta milia tonnarum producens, herbicida latissime et maximum in mundo adhibetur. Resistentia herbarum inutilium et minae potentiales ad ambitum oecologicum et salutem humanam, quae ab abusu glyphosati causantur, magnam attentionem attraxerunt.
Die XXIX mensis Maii, turma Professoris Guo Ruiting ex Laboratorio Clavi Publico Biocatalysis et Ingeniaria Enzymatica, quod a Schola Scientiarum Vitae Universitatis Hubei una cum ministeriis provincialibus et ministerialibus constitutum est, recentissimam investigationem in ephemeride "Journal of Hazardous Materials" divulgavit, primam analysin graminis stabuli analysans. Aldo-keto reductases AKR4C16 et AKR4C17, quae ab "gramine oryzae maligna" derivatae sunt, mechanismum reactionis degradationis glyphosati catalyzant et efficaciam degradationis glyphosati per AKR4C17 per modificationem molecularem magnopere augent.
Crescens resistentia glyphosati.
Ex quo introductum est annis 1970, glyphosatum toto orbe terrarum populare fuit, et paulatim factum est herbicida lato spectro vilissimum, latissime adhibitum et productissimum. Perturbationes metabolicas in plantis, etiam in herbis, efficit, per inhibitionem specificam 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), enzymi clavis in incremento et metabolismo plantarum implicati, et mortis.
Ergo, propagatio plantarum transgenicarum glyphosato resistenterum et usus glyphosati in agro est modus magni momenti ad herbas in agricultura moderna coercendas.
Attamen, cum usu et abusu glyphosati late diffuso, multae herbae inutiles paulatim evolutae sunt et tolerantiam magnam glyphosati evolverunt.
Praeterea, segetes genetice modificatae glyphosato resistentes glyphosatum dissolvere non possunt, quod accumulationem et translationem glyphosati in segetes efficit, quae facile per catenam alimentariam diffundi et salutem humanam in periculum adducere potest.
Quapropter, urgentum est invenire gena quae glyphosatum degradare possint, ut plantae transgenicae glyphosato valde resistentes cum paucis residuis glyphosati colantur.
Structura crystallina et mechanismus reactionis catalyticae enzymorum glyphosatum degradantium e plantis derivatorum resolvens.
Anno MMXIX, greges investigationis Sinenses et Australiani duas aldo-keto reductasas glyphosatum degradantes, AKR4C16 et AKR4C17, primum ex gramine stabuli glyphosato resistente invenerunt. NADP+ ut cofactorem ad glyphosatum in acidum aminomethylphosphonicum et acidum glyoxylicum non toxicum degradandum uti possunt.
AKR4C16 et AKR4C17 prima enzyma glyphosatum degradantia, quae per evolutionem naturalem plantarum producta sunt, relata sunt. Ut mechanismum molecularium degradationis glyphosati ulterius explorarent, turma Guo Ruiting crystallographiam radiographicam adhibuit ad nexum inter haec duo enzyma et cofactorem altum analysandum. Structura complexa resolutionis modum ligationis complexus ternarii glyphosati, NADP+ et AKR4C17 patefecit, et mechanismum reactionis catalyticae degradationis glyphosati ab AKR4C16 et AKR4C17 mediatae proposuit.
Structura complexus AKR4C17/NADP+/glyphosati et mechanismus reactionis degradationis glyphosati.
Modificatio molecularis efficientiam degradationis glyphosati auget.
Postquam accuratum exemplar structurae tridimensionalis AKR4C17/NADP+/glyphosati adeptum est, turma Professoris Guo Ruiting porro proteinum mutans AKR4C17F291D, cum 70% incremento in efficientia degradationis glyphosati per analysin structurae enzymaticae et designationem rationalem, obtinuit.
Analysis actionis glyphosatum degradantis mutantium AKR4C17.
“Opus nostrum mechanismum molecularium AKR4C16 et AKR4C17 degradationem glyphosati catalyzantem revelat, quod fundamentum magnum iacit ad ulteriorem modificationem AKR4C16 et AKR4C17 ad efficientiam degradationis glyphosati augendam.” Auctor correspondens commentarii, Professor Socius Dai Longhai Universitatis Hubei, dixit se proteinum mutantem AKR4C17F291D cum efficientia degradationis glyphosati emendata construxisse, quod instrumentum magnum praebet ad colendas segetes transgenicas glyphosato valde resistentes cum residuis glyphosati paucis et adhibitas bacteriis microbialibus artificiose effectis ad glyphosatum in ambitu degradandum.
Nuntiatur turmam Guo Ruiting diu inquisitioni de analysi structurae et disputatione mechanismorum enzymorum biodegradationis, synthasium terpenoidum, et proteinorum medicamentorum destinatorum substantiarum toxicarum et noxiarum in ambitu versam esse. Li Hao, investigator socius Yang Yu, et lector Hu Yumei in turma auctores primi huius scripti sunt, et Guo Ruiting et Dai Longhai auctores correspondentes sunt.
Tempus publicationis: II Iun. MMXXII