గ్లైఫోసేట్ యొక్క మొక్కల క్షీణత యొక్క పరమాణు విధానం వెల్లడించింది

700,000 టన్నుల వార్షిక ఉత్పత్తితో, గ్లైఫోసేట్ ప్రపంచంలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే మరియు అతిపెద్ద హెర్బిసైడ్.కలుపు మొక్కల నిరోధకత మరియు గ్లైఫోసేట్ దుర్వినియోగం వల్ల పర్యావరణ పర్యావరణం మరియు మానవ ఆరోగ్యానికి సంభావ్య ముప్పులు గొప్ప దృష్టిని ఆకర్షించాయి. 

మే 29న, హుబే యూనివర్శిటీకి చెందిన స్కూల్ ఆఫ్ లైఫ్ సైన్సెస్ మరియు ప్రాంతీయ మరియు మంత్రిత్వ శాఖలు సంయుక్తంగా స్థాపించిన స్టేట్ కీ లాబొరేటరీ ఆఫ్ బయోక్యాటాలిసిస్ మరియు ఎంజైమ్ ఇంజినీరింగ్‌కు చెందిన ప్రొఫెసర్ గువో రూటింగ్ బృందం, జర్నల్ ఆఫ్ హజార్డస్ మెటీరియల్స్‌లో తాజా పరిశోధనా పత్రాన్ని ప్రచురించింది. బార్న్యార్డ్ గడ్డి యొక్క మొదటి విశ్లేషణ.(ఒక ప్రాణాంతక వరి కలుపు)-ఉత్పన్నమైన ఆల్డో-కీటో రిడక్టేజ్ AKR4C16 మరియు AKR4C17 గ్లైఫోసేట్ క్షీణత యొక్క ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి మరియు పరమాణు మార్పు ద్వారా AKR4C17 ద్వారా గ్లైఫోసేట్ క్షీణత సామర్థ్యాన్ని బాగా మెరుగుపరుస్తాయి.

పెరుగుతున్న గ్లైఫోసేట్ నిరోధకత.

1970లలో ప్రవేశపెట్టినప్పటి నుండి, గ్లైఫోసేట్ ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రజాదరణ పొందింది మరియు క్రమంగా చౌకైన, అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే మరియు అత్యంత ఉత్పాదక విస్తృత-స్పెక్ట్రమ్ హెర్బిసైడ్‌గా మారింది.ఇది మొక్కల పెరుగుదల మరియు జీవక్రియలో కీలకమైన ఎంజైమ్ అయిన 5-ఎనోల్పైరువిల్షికిమేట్-3-ఫాస్ఫేట్ సింథేస్ (EPSPS)ని ప్రత్యేకంగా నిరోధించడం ద్వారా కలుపు మొక్కలతో సహా మొక్కలలో జీవక్రియ రుగ్మతలను కలిగిస్తుంది.మరియు మరణం.

అందువల్ల, గ్లైఫోసేట్-నిరోధకత గల జన్యుమార్పిడి పంటలను పెంపకం చేయడం మరియు పొలంలో గ్లైఫోసేట్ ఉపయోగించడం ఆధునిక వ్యవసాయంలో కలుపు మొక్కలను నియంత్రించడానికి ఒక ముఖ్యమైన మార్గం. 

అయినప్పటికీ, గ్లైఫోసేట్ యొక్క విస్తృత వినియోగం మరియు దుర్వినియోగంతో, డజన్ల కొద్దీ కలుపు మొక్కలు క్రమంగా అభివృద్ధి చెందాయి మరియు అధిక గ్లైఫోసేట్ సహనాన్ని అభివృద్ధి చేశాయి.

అదనంగా, గ్లైఫోసేట్-నిరోధక జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన పంటలు గ్లైఫోసేట్‌ను విచ్ఛిన్నం చేయలేవు, ఫలితంగా పంటలలో గ్లైఫోసేట్ పేరుకుపోవడం మరియు బదిలీ చేయబడుతుంది, ఇది ఆహార గొలుసు ద్వారా సులభంగా వ్యాప్తి చెందుతుంది మరియు మానవ ఆరోగ్యానికి హాని కలిగిస్తుంది. 

అందువల్ల, తక్కువ గ్లైఫోసేట్ అవశేషాలతో అధిక గ్లైఫోసేట్-నిరోధకత కలిగిన జన్యుమార్పిడి పంటలను పండించడానికి, గ్లైఫోసేట్‌ను క్షీణింపజేసే జన్యువులను కనుగొనడం అత్యవసరం.

మొక్క-ఉత్పన్నమైన గ్లైఫోసేట్-డిగ్రేడింగ్ ఎంజైమ్‌ల క్రిస్టల్ స్ట్రక్చర్ మరియు ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్య విధానాన్ని పరిష్కరించడం

2019లో, చైనీస్ మరియు ఆస్ట్రేలియన్ పరిశోధనా బృందాలు రెండు గ్లైఫోసేట్-డిగ్రేడింగ్ ఆల్డో-కీటో రిడక్టేజ్‌లను గుర్తించాయి, AKR4C16 మరియు AKR4C17, గ్లైఫోసేట్-నిరోధక బార్న్యార్డ్ గడ్డి నుండి మొదటిసారి.వారు గ్లైఫోసేట్‌ను నాన్‌టాక్సిక్ అమినోమెథైల్‌ఫాస్ఫోనిక్ యాసిడ్ మరియు గ్లైక్సిలిక్ యాసిడ్‌గా మార్చడానికి ఒక కోఫాక్టర్‌గా NADP+ని ఉపయోగించవచ్చు.

AKR4C16 మరియు AKR4C17 మొక్కల సహజ పరిణామం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన గ్లైఫోసేట్-డిగ్రేడింగ్ ఎంజైమ్‌లు.గ్లైఫోసేట్ యొక్క క్షీణత యొక్క పరమాణు యంత్రాంగాన్ని మరింత అన్వేషించడానికి, గువో రూటింగ్ బృందం ఈ రెండు ఎంజైమ్‌లు మరియు కోఫాక్టర్ హై మధ్య సంబంధాన్ని విశ్లేషించడానికి ఎక్స్-రే క్రిస్టల్లాగ్రఫీని ఉపయోగించింది.రిజల్యూషన్ యొక్క సంక్లిష్ట నిర్మాణం గ్లైఫోసేట్, NADP+ మరియు AKR4C17 యొక్క టెర్నరీ కాంప్లెక్స్ యొక్క బైండింగ్ మోడ్‌ను వెల్లడించింది మరియు AKR4C16 మరియు AKR4C17-మధ్యవర్తిత్వ గ్లైఫోసేట్ క్షీణత యొక్క ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని ప్రతిపాదించింది.

AKR4C17/NADP+/గ్లైఫోసేట్ కాంప్లెక్స్ యొక్క నిర్మాణం మరియు గ్లైఫోసేట్ క్షీణత యొక్క ప్రతిచర్య విధానం.

పరమాణు సవరణ గ్లైఫోసేట్ యొక్క క్షీణత సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

AKR4C17/NADP+/గ్లైఫోసేట్ యొక్క చక్కటి త్రిమితీయ నిర్మాణ నమూనాను పొందిన తర్వాత, ప్రొఫెసర్ గువో రూటింగ్ బృందం గ్లైఫోసేట్ యొక్క క్షీణత నిర్మాణంలో 70% పెరుగుదలతో మరియు ఎంజైమ్ రూపకల్పన ద్వారా ఒక ఉత్పరివర్తన ప్రోటీన్ AKR4C17F291Dని పొందింది.

AKR4C17 మార్పుచెందగలవారి గ్లైఫోసేట్-అధోకరణ చర్య యొక్క విశ్లేషణ.

"మా పని గ్లైఫోసేట్ యొక్క క్షీణతను ఉత్ప్రేరకపరిచే AKR4C16 మరియు AKR4C17 యొక్క పరమాణు యంత్రాంగాన్ని వెల్లడిస్తుంది, ఇది గ్లైఫోసేట్ యొక్క క్షీణత సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి AKR4C16 మరియు AKR4C17 యొక్క తదుపరి మార్పులకు ఒక ముఖ్యమైన పునాదిని వేస్తుంది."పేపర్ యొక్క సంబంధిత రచయిత, హుబే విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ డై లాంఘై మాట్లాడుతూ, వారు మెరుగైన గ్లైఫోసేట్ క్షీణత సామర్థ్యంతో ఉత్పరివర్తన చెందిన AKR4C17F291D ప్రోటీన్‌ను రూపొందించారు, ఇది తక్కువ గ్లైఫోసేట్-నిరోధకత కలిగిన ట్రాన్స్‌జెనిక్ పంటలను ఉపయోగించి తక్కువ గ్లైఫోసేట్-నిరోధక ఇంజనీరింగ్ పంటలను పండించడానికి ఒక ముఖ్యమైన సాధనాన్ని అందిస్తుంది. వాతావరణంలో గ్లైఫోసేట్‌ను క్షీణింపజేస్తుంది.

పర్యావరణంలో విషపూరితమైన మరియు హానికరమైన పదార్ధాల బయోడిగ్రేడేషన్ ఎంజైమ్‌లు, టెర్పెనోయిడ్ సింథేసెస్ మరియు డ్రగ్ టార్గెట్ ప్రొటీన్‌ల నిర్మాణ విశ్లేషణ మరియు మెకానిజం చర్చపై గువో రూటింగ్ బృందం చాలా కాలంగా పరిశోధనలో నిమగ్నమై ఉందని నివేదించబడింది.బృందంలోని లి హావో, అసోసియేట్ పరిశోధకుడు యాంగ్ యు మరియు లెక్చరర్ హు యుమీ పేపర్‌కు సహ-మొదటి రచయితలు మరియు గువో రూటింగ్ మరియు డై లాంఘై సహ-సంబంధిత రచయితలు.