Molecular basis of glyphosate resistance-different approaches through protein engineering.
FEBS J · 2011 · 278:2753-66 · PMID 21668647 · 등급7 종설·논평 종설 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 사람 · 제형(GBH)
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글리포세이트(N-phosphonomethyl-glycine)는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 제초제이다: 글리포세이트계 제제는 광범위한 제초 활성을 보이며 인간 및 환경에 대한 독성이 적다. 이 간단하고 작은 분자의 비범한 성공은 주로 글리포세이트가 방향족 아미노산 생합성에 관여하는 시키미산 경로의 식물 효소인 에놀피루빌 시키메이트-3-인산 합성효소에 대해 가지는 높은 특이성 덕분이다. 1996년부터 형질전환된 글리포세이트 내성 작물이 도입되면서, 해당 제초제를 작물(발아 후)에 살포하여 작물 피해 없이 발생한 잡초를 제거할 수 있게 되었다. 본 리뷰는 자연적 다양성을 통해 얻은 글리포세이트 저항 메커니즘, 분자 진화의 유전자 셔플링 접근법, 그리고 단백질 공학을 위한 합리적인 구조 기반 접근법에 초점을 맞춘다. 또한, 우리는 수행된 변형이 의도한 효과를 나타내는 기전에 대한 근거를 제시한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (N-phosphonomethyl-glycine) is the most widely used herbicide in the world: glyphosate-based formulations exhibit broad-spectrum herbicidal activity with minimal human and environmental toxicity. The extraordinary success of this simple, small molecule is mainly attributable to the high specificity of glyphosate for the plant enzyme enolpyruvyl shikimate-3-phosphate synthase in the shikimate pathway, leading to the biosynthesis of aromatic amino acids. Starting in 1996, transgenic glyphosate-resistant plants were introduced, thus allowing application of the herbicide to the crop (post-emergence) to remove emerged weeds without crop damage. This review focuses on mechanisms of resistance to glyphosate as obtained through natural diversity, the gene-shuffling approach to molecular evolution, and a rational, structure-based approach to protein engineering. In addition, we offer a rationale for the means by which the modifications made have had their intended effect.| 저자 | Pollegioni, L.; Schonbrunn, E.; Siehl, D. |
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| 저널 | The FEBS journal |
| 권·호·쪽 | 278(16), 2753-66 |
| PMID | 21668647 |
| DOI | 10.1111/j.1742-4658.2011.08214.x |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Acetyltransferases; Amino Acid Oxidoreductases; Glycine; Herbicide Resistance; Herbicides; Kinetics; Lyases; Plants, Genetically Modified; Protein Conformation; Protein Engineering; Glyphosate |