„Glifosatul verde” a fost sintetizat cu succes de o echipă de cercetărori din China
Mircea Olteanu
-
Cu o producție globală de peste 1 milion de tone, glifosatul este un erbicid utilizat pe scară largă. În prezent, pentru producția de glifosat sunt necesari diverși compuși toxici, reactivi și se generează deșeuri. În ultimii ani, multe țări, în special China, au introdus controale mai stricte asupra producției de glifosat, ceea ce a dus la o creștere continuă a prețului acestuia. Din acest motiv, există o nevoie urgentă de a dezvolta o modalitate ecologică de sintetizare a glifosatului.
Recent, o echipă de cercetare condusă de Gao Jiangtao, de la Colegiul de Științe ale Naturii din cadrul Universității Agricole și Forestiere Fujian din China, a publicat o lucrare de cercetare intitulată „Utilizarea biosintezei antibioticelor cu argolaphos pentru a permite sinteza glifosatului pe bază de biologie sintetică”.
Liderul echipei de cercetare a folosit anterior tehnologia de analiză a genomului pentru a izola două antibiotice cu micromolecule fosfonice, argolaphos A și B, dintr-un extract brut de bacteroa Streptomyces NRRL B-24309.
Ambii compuși duc la formarea unei legături peptidice prin AMP și aminoacidul nestandard N5-hidroxi-L-arginina, în timp ce AMP formează o micromoleculă precursoare pentru sinteza glifosatului.
Lucrarea, publicată în revista Nature Communications, arată că echipa de cercetare a folosit expresia heterologă și o metodă biologică pentru a identifica șase gene structurale (AlpG-L) necesare pentru biosinteza aminometilfosfonat (AMP) prin examinarea unei căi biosintetice care oferă baza unei abordări inginerești prin biologie sintetică.
Ulterior, oamenii de știință au aplicat metoda promotor-izolator-RBS pentru a crește randamentul de AMP din bacteria Streptomyces lividans, permițând concentrației de fermentație să atingă 52 mg/L, care este de 500 de ori mai mare decât cea a tulpinii originale.
În plus, experții au dezvoltat un proces chimic eficient și practic pentru transformarea AMP în glifosat. Echipa de cercetare a încercat două abordări sintetice
Ca rezultat, s-a constatat că alchilarea reductivă în apă duce la o sinteză mai eficientă a glifosatului. La temperatura camerei, α-pic-BH3 este utilizat pentru a finaliza aminarea reductivă a AMP timp de 1 oră cu acid glioxilic în H2O și AcOH, rezultând un randament mai mare al producției de glifosat. Aceeași reacție a fost efectuată la o scară mai mare (1 g), rezultând glifosat cu un randament similar.
Pentru a rezuma, echipa de cercetare a reușit în sfârșit să ofere o alternativă ecologică la producția de glifosat. Studiul a fost sponsorizat de Fundația Națională pentru Științe Naturale, Fundația de Dezvoltare a Biologiei Sintetice a Ministerului Științei și Tehnologiei din Republica Populară Chineză și Programul de Burse Mingjiang.
