ગ્લાયફોસેટના છોડના અધોગતિની મોલેક્યુલર મિકેનિઝમ જાહેર થઈ

700,000 ટનથી વધુના વાર્ષિક ઉત્પાદન સાથે, ગ્લાયફોસેટ એ વિશ્વમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું અને સૌથી મોટું હર્બિસાઇડ છે.ગ્લાયફોસેટના દુરુપયોગને કારણે નિંદણ પ્રતિકાર અને પર્યાવરણીય પર્યાવરણ અને માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે સંભવિત જોખમોએ ખૂબ ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે. 

29મી મેના રોજ, હુબેઈ યુનિવર્સિટીની સ્કૂલ ઑફ લાઇફ સાયન્સિસ અને પ્રાંતીય અને મંત્રી વિભાગો દ્વારા સંયુક્ત રીતે સ્થપાયેલી બાયોકેટાલિસિસ અને એન્ઝાઇમ એન્જિનિયરિંગની સ્ટેટ કી લેબોરેટરીમાંથી પ્રોફેસર ગુઓ રુઇટિંગની ટીમે જર્નલ ઑફ હેઝાર્ડસ મટિરિયલ્સમાં નવીનતમ સંશોધન પેપર પ્રકાશિત કર્યું, તેનું વિશ્લેષણ કર્યું. બાર્નયાર્ડ ઘાસનું પ્રથમ વિશ્લેષણ.(એક જીવલેણ ડાંગરનું નીંદણ)-પ્રાપ્ત એલ્ડો-કીટો રીડક્ટેઝ AKR4C16 અને AKR4C17 ગ્લાયફોસેટના અધોગતિની પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, અને મોલેક્યુલર ફેરફાર દ્વારા AKR4C17 દ્વારા ગ્લાયફોસેટની અધોગતિ કાર્યક્ષમતામાં ઘણો સુધારો કરે છે.

વધતી જતી ગ્લાયફોસેટ પ્રતિકાર.

1970 ના દાયકામાં તેની રજૂઆતથી, ગ્લાયફોસેટ સમગ્ર વિશ્વમાં લોકપ્રિય છે, અને ધીમે ધીમે તે સૌથી સસ્તું, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું અને સૌથી વધુ ઉત્પાદક બ્રોડ-સ્પેક્ટ્રમ હર્બિસાઇડ બની ગયું છે.તે 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), છોડની વૃદ્ધિ અને ચયાપચયની ક્રિયામાં સામેલ મુખ્ય એન્ઝાઇમને ખાસ કરીને અટકાવીને નીંદણ સહિત છોડમાં મેટાબોલિક ડિસઓર્ડરનું કારણ બને છે.અને મૃત્યુ.

તેથી, ગ્લાયફોસેટ-પ્રતિરોધક ટ્રાન્સજેનિક પાકોનું સંવર્ધન કરવું અને ખેતરમાં ગ્લાયફોસેટનો ઉપયોગ કરવો એ આધુનિક ખેતીમાં નીંદણને નિયંત્રિત કરવાનો એક મહત્વપૂર્ણ માર્ગ છે. 

જો કે, ગ્લાયફોસેટના વ્યાપક ઉપયોગ અને દુરુપયોગ સાથે, ડઝનેક નીંદણ ધીમે ધીમે વિકસિત થયા છે અને ઉચ્ચ ગ્લાયફોસેટ સહિષ્ણુતા વિકસાવી છે.

વધુમાં, ગ્લાયફોસેટ-પ્રતિરોધક આનુવંશિક રીતે સંશોધિત પાકો ગ્લાયફોસેટનું વિઘટન કરી શકતા નથી, પરિણામે પાકમાં ગ્લાયફોસેટનું સંચય અને સ્થાનાંતરણ થાય છે, જે ખોરાકની સાંકળ દ્વારા સરળતાથી ફેલાઈ શકે છે અને માનવ સ્વાસ્થ્યને જોખમમાં મૂકે છે. 

તેથી, ગ્લાયફોસેટને અધોગતિ કરી શકે તેવા જનીનો શોધવાનું તાકીદનું છે, જેથી નીચા ગ્લાયફોસેટ અવશેષો સાથે ઉચ્ચ ગ્લાયફોસેટ-પ્રતિરોધક ટ્રાન્સજેનિક પાકની ખેતી કરી શકાય.

છોડમાંથી મેળવેલા ગ્લાયફોસેટ-ડિગ્રેજિંગ એન્ઝાઇમ્સની સ્ફટિક રચના અને ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિને ઉકેલવી

2019 માં, ચાઇનીઝ અને ઑસ્ટ્રેલિયન સંશોધન ટીમોએ ગ્લાયફોસેટ-પ્રતિરોધક બાર્નયાર્ડ ઘાસમાંથી પ્રથમ વખત બે ગ્લાયફોસેટ-ડિગ્રેઝિંગ એલ્ડો-કીટો રિડક્ટેસિસ, AKR4C16 અને AKR4C17ની ઓળખ કરી.તેઓ ગ્લાયફોસેટને નોનટોક્સિક એમિનોમિથાઈલફોસ્ફોનિક એસિડ અને ગ્લાયકોક્સિલિક એસિડમાં અધોગતિ કરવા માટે NADP+ નો કોફેક્ટર તરીકે ઉપયોગ કરી શકે છે.

AKR4C16 અને AKR4C17 એ પ્રથમ નોંધાયેલ ગ્લાયફોસેટ-ડિગ્રેડીંગ એન્ઝાઇમ છે જે છોડના કુદરતી ઉત્ક્રાંતિ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.ગ્લાયફોસેટના તેમના અધોગતિની મોલેક્યુલર મિકેનિઝમને વધુ અન્વેષણ કરવા માટે, ગુઓ રુઇટિંગની ટીમે આ બે ઉત્સેચકો અને કોફેક્ટર ઉચ્ચ વચ્ચેના સંબંધનું વિશ્લેષણ કરવા માટે એક્સ-રે ક્રિસ્ટલોગ્રાફીનો ઉપયોગ કર્યો.રિઝોલ્યુશનની જટિલ રચનાએ ગ્લાયફોસેટ, NADP+ અને AKR4C17 ના ટર્નરી કોમ્પ્લેક્સના બંધનકર્તા મોડને જાહેર કર્યું, અને AKR4C16 અને AKR4C17-મધ્યસ્થ ગ્લાયફોસેટ ડિગ્રેડેશનની ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો.

AKR4C17/NADP+/ગ્લાયફોસેટ સંકુલનું માળખું અને ગ્લાયફોસેટ ડિગ્રેડેશનની પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ.

મોલેક્યુલર ફેરફાર ગ્લાયફોસેટની અધોગતિ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે.

AKR4C17/NADP+/glyphosate નું સુંદર ત્રિ-પરિમાણીય માળખાકીય મોડલ પ્રાપ્ત કર્યા પછી, પ્રોફેસર ગુઓ રુઇટીંગની ટીમે એન્ઝાઇમ અને ડિઝાઈનલી સ્ટ્રક્ચર દ્વારા ગ્લાયફોસેટની ડિગ્રેડેશન કાર્યક્ષમતામાં 70% વધારા સાથે એક મ્યુટન્ટ પ્રોટીન AKR4C17F291D મેળવ્યું.

AKR4C17 મ્યુટન્ટ્સની ગ્લાયફોસેટ-ડિગ્રેજિંગ પ્રવૃત્તિનું વિશ્લેષણ.

"અમારું કાર્ય AKR4C16 અને AKR4C17 ની મોલેક્યુલર મિકેનિઝમને દર્શાવે છે જે ગ્લાયફોસેટના અધોગતિને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જે AKR4C16 અને AKR4C17 ના વધુ ફેરફાર માટે તેમની ગ્લાયફોસેટની અધોગતિ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ પાયો નાખે છે."પેપરના અનુરૂપ લેખક, હુબેઈ યુનિવર્સિટીના એસોસિયેટ પ્રોફેસર ડાઈ લોન્ગાઈએ જણાવ્યું હતું કે તેઓએ સુધારેલ ગ્લાયફોસેટ ડિગ્રેડેશન કાર્યક્ષમતા સાથે મ્યુટન્ટ પ્રોટીન AKR4C17F291Dનું નિર્માણ કર્યું છે, જે નીચા ગ્લાયફોસેટ એન્જીન સાથે ઉચ્ચ ગ્લાયફોસેટ-પ્રતિરોધક ટ્રાન્સજેનિક પાકની ખેતી કરવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ સાધન પૂરું પાડે છે. પર્યાવરણમાં ગ્લાયફોસેટનું અધોગતિ.

એવું નોંધવામાં આવે છે કે ગુઓ રુઇટિંગની ટીમ લાંબા સમયથી પર્યાવરણમાં ઝેરી અને હાનિકારક પદાર્થોના બાયોડિગ્રેડેશન એન્ઝાઇમ્સ, ટેર્પેનોઇડ સિન્થેસિસ અને ડ્રગ ટાર્ગેટ પ્રોટીનની રચના વિશ્લેષણ અને મિકેનિઝમ ચર્ચા પર સંશોધનમાં વ્યસ્ત છે.લી હાઓ, સહયોગી સંશોધક યાંગ યુ અને ટીમમાં લેક્ચરર હુ યુમેઈ પેપરના સહ-પ્રથમ લેખકો છે અને ગુઓ રુઈટિંગ અને ડાઈ લોન્હાઈ સહ-અનુરૂપ લેખકો છે.