Degradation of glyphosate and other pesticides by ligninolytic enzymes.
Biodegradation · 2009 · 20:751-9 · PMID 19396551 · 등급6 세포·모델 in vitro · 물질과 작용기전 > AMPA·분해 · 세포 · 제형(GBH)
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순수 망간 과산화효소(MnP), 라카아제, 리그닌 과산화효소(LiP) 및 홍화과산화효소(HRP)가 널리 사용되는 제초제 글리포세이트와 기타 농약의 분해 능력을 다양한 매개체 첨가를 통해 개별적인 시험관 내 분석에서 연구하였다. MnP는 $\text{MnSO}_4$ 및 Tween 80과 함께 또는 $\text{H}_2\text{O}_2$ 유무에 관계없이 글리포세이트의 완전한 분해를 보였다. $\text{MnSO}_4$ 존재 하에서, $\text{H}_2\text{O}_2$ 유무와 관계없이 MnP 역시 제초제를 변환시켰으나 그 속도는 더 낮았다. 라카아제는 (a) 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤즈티아졸린-6-설폰산)(ABTS), (b) $\text{MnSO}_4$ 및 Tween 80, 그리고 (c) ABTS, $\text{MnSO}_4$ 및 Tween 80의 존재 하에서 글리포세이트를 분해하였다. 글리포세이트 분해가 일어난 모든 경우와 그렇지 않은 모든 경우에 대사산물 AMPA가 검출되었다. LiP는 단독으로 또는 $\text{MnSO}_4$, Tween 80, 베라트릴 알코올 또는 $\text{H}_2\text{O}_2$와 함께 테스트되었으며, HRP 분석에서는 효소를 반응 혼합물에 단독으로 또는 $\text{H}_2\text{O}_2$와 함께 첨가하였다. 그러나 이러한 효소들은 글리포세이트를 분해하지 못하였다. $\text{MnSO}_4$ 및 Tween 80과 함께 MnP를 사용한 추가 실험에서는 이 효소가 상업용 제제인 Roundup Bio에서도 글리포세이트를 분해할 수 있음을 보여주었다. 동일한 효소 혼합물은 다른 22가지 농약과 혼합물 내에 존재하는 분해 산물의 분해 여부에 대해 테스트되었으며, 모든 화합물이 변환되었고 분해율은 20%에서 100% 범위였다. 본 연구 결과는 리그닌분해 효소가 농약을 분해할 잠재력을 강조한다. 또한, 토양에서 발견되는 글리포세이트 분해의 주요 대사산물인 AMPA의 형성이 리그닌 분해 효소의 활성으로 인한 것일 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
The ability of pure manganese peroxidase (MnP), laccase, lignin peroxidase (LiP) and horseradish peroxidase (HRP) to degrade the widely used herbicide glyphosate and other pesticides was studied in separate in vitro assays with addition of different mediators. Complete degradation of glyphosate was obtained with MnP, MnSO4 and Tween 80, with or without H2O2. In the presence of MnSO4, with or without H(2)O(2), MnP also transformed the herbicide, but to a lower rate. Laccase degraded glyphosate in the presence of (a) 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS), (b) MnSO(4) and Tween 80 and (c) ABTS, MnSO4 and Tween 80. The metabolite AMPA was detected in all cases where degradation of glyphosate occurred and was not degraded. The LiP was tested alone or with MnSO4, Tween 80, veratryl alcohol or H2O2 and in the HRP assay the enzyme was added alone or with H2O2 in the reaction mixture. However, these enzymes did not degrade glyphosate. Further experiments using MnP together with MnSO4 and Tween 80 showed that the enzyme was also able to degrade glyphosate in its commercial formulation Roundup Bio. The same enzyme mixture was tested for degradation of 22 other pesticides and degradation products present in a mixture and all the compounds were transformed, with degradation percentages ranging between 20 and 100%. Our results highlight the potential of ligninolytic enzymes to degrade pesticides. Moreover, they suggest that the formation of AMPA, the main metabolite of glyphosate degradation found in soils, can be a result of the activity of lignin-degrading enzymes.| 저자 | Pizzul, L.; Castillo, M. d. e. l. . P.; Stenström, J. |
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| 저널 | Biodegradation |
| 권·호·쪽 | 20(6), 751-9 |
| PMID | 19396551 |
| DOI | 10.1007/s10532-009-9263-1 |
| MeSH | Biodegradation, Environmental; Glycine; Laccase; Lignin; Peroxidases; Pesticides; Temperature; alpha-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic Acid; Glyphosate |