Engineering a fluorescence biosensor for the herbicide glyphosate.
Protein Eng Des Sel · 2020 · 33 · PMID 32930799 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 노출과 잔류 > 물 잔류 · 환경시료 · 식이 · 제형(GBH)
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
글리포세이트는 라운드업(RoundUp)의 활성 성분으로 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 제초제이며, 최근 노출된 개체에서 비호지킨림프종(NHL) 위험 증가와 연관성이 보고되었다. 따라서 수질 및 토양 내 글리포세이트 농도를 검출하고 모니터링하는 것은 공중 보건에 중요하다. 본 연구에서는 조작된 대장균(Escherichia coli) 인산화물 결합 단백질(PhnD)을 기반으로 한 글리포세이트 바이오센서를 기술하였다. 결합 포켓의 돌연변이를 도입하여 PhnD를 글리포세이트 결합 단백질로 변환시켰다. 또한, 단백질 힌지 근처에 형광 그룹을 부착하여 글리포세이트 결합을 모니터링하고 미지 시료 내 농도를 측정할 수 있도록 하였다. 이렇게 개발된 공학적 바이오센서는 미국 식수 기준치보다 훨씬 낮은 서브마이크로몰 농도의 상수도 및 제초제 처리 토양 시료에서 글리포세이트를 검출할 수 있다. 이 바이오센서를 장치에 통합하면 물과 토양 시료 내 글리포세이트를 신속하고 지속적으로 모니터링하는 것이 가능할 것이다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate, the active ingredient in RoundUp, is the most widely used herbicide on the globe, and has recently been linked to an increased risk in non-Hodgkin's lymphoma in exposed individuals. Therefore, detection and monitoring of glyphosate levels in water and soil is important for public safety. Here, we describe a biosensor for glyphosate based on an engineered Escherichia coli phosphonate-binding protein (PhnD). Mutations in the binding pocket were introduced to convert PhnD into a glyphosate-binding protein. A fluorescence group attached near the hinge of the protein was added to monitor binding of glyphosate and to determine its concentration in unknown samples. The resulting engineered biosensor can detect glyphosate in tap water and in soil samples treated with the herbicide at submicromolar concentrations, well below the limit for drinking water in the USA. Incorporating this biosensor in a device would allow rapid and continuous monitoring of glyphosate in water and soil samples.| 저자 | N'Guetta, P. Y.; Fink, M. M.; Rizk, S. S. |
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| 저널 | Protein engineering, design & selection : PEDS |
| 권·호·쪽 | 33 |
| PMID | 32930799 |
| DOI | 10.1093/protein/gzaa021 |
| MeSH | Binding Sites; Biosensing Techniques; Carrier Proteins; Drinking Water; Escherichia coli; Escherichia coli Proteins; Glycine; Herbicides; Protein Engineering; Glyphosate |