A Tübingeni Egyetem vegyészei és mikrobiológusai egy olyan cukormolekulát fedeztek fel, ami gátolja a növények és mikrobák fejlődését, ugyanakkor az emberre veszélytelen. Ez lesz vajon a lehetőség az ellentmondásos glifozát helyettesítésére?
A Tübingeni Egyetem kutatói egy olyan természetes anyagot találtak, ami méltó ellenfele lehet a kétélű gyomirtónak, a glifozátnak: a cianobaktériumokból újonnan izolált cukormolekula gátolja a mikroorganizmusok és növények növekedését, viszont veszélytelen az állati és emberi szervezetre. A kutatás vezetője Dr. Klaus Brilisauer, Prof. Stephanie Grond (Szerves Kémiai Intézet) és Prof. Karl Forchhammer (Mikrobiológiai és Fertőzésgyógyászati Intézet) volt. Az eredményeket a Nature Communications című folyóiratban mutatták be.
A humán- és állatgyógyászatban, illetve a növényvédelemben alkalmazott hatóanyagok nagy része valamilyen természetes eredetű összetevő. Ezek az anyagok akár bonyolult kémiai szerkezettel is rendelkezhetnek, de némelyik egészen egyszerű felépítésű. E hatóanyagok zsenialitása gyakran egyszerűségükben rejlik: az antimetabolitok például úgy avatkoznak be a sejt működésébe, hogy hasznos tápanyagnak „tettetik magukat”. Ez megzavarja az életfolyamatok működését, ami megakadályozza a sejtnövekedést és végül akár annak pusztulásához is vezethet.
A tübingeni kutatók egy kifejezetten egyszerű szerkezetű, szokatlan antimetabolitot fedeztek fel, mégpedig a 7-dezoxi-szedoheptulóz (7dSh) kémiai elnevezésű cukormolekulát. A szénhidrátok általában energiaforrásként szolgálnak a sejtek számára, amit növekedésükben hasznosítanak, ez a molekula azonban gátló hatású a különböző növények és mikroorganizmusok (baktériumok és gombák) számára. A cukormolekula a csupán mikroorganizmusokban és növényekben lejátszódó sikiminsav-út egyik kulcsenzimét blokkolja, tehát a kutatók szerint veszélytelen az állati és emberi szervezetre.
A 7-dezoxi-szedoheptulóz szerkezeti képlete
A ritka dezoxi-cukorra édesvízben élő cianobaktériumokban bukkantak rá, melyek gátolják egyes baktériumok növekedését. E gátlómechanizmus vizsgálata vezetett a természetes hatóanyag szerkezetének felfedezéséhez. A kutatók immár egy újonnan kifejlesztett szintetizálási folyamatról is beszámolhattak, mely további molekuláris mechanizmusok meghatározását is lehetővé tette.
A kutatás során tömegspektrometriás módszerrel jöttek rá arra, hogy a 7dSh a sikiminsav-út egyik enzimének, a dehidro-kinolinsav-szintetáz működését akadályozza. E biokémiai folyamat jelenleg ismert leghatékonyabb gátlóanyaga az ellentmondásos tulajdonságokkal bíró gyomirtó szer, a glifozát. „Ellentétben a glifozáttal, az újonnan felfedezett dezoxi-cukor teljes mértékben természetes anyag. Reményeink szerint maradéktalanul lebomlik és nem szennyezi a környezetet” – mondja Dr. Klaus Brilisauer. A 7dSh-val végzett kísérletek alapján úgy tűnik, hogy valóban ígéretes herbicidről van szó. „A természetes gyomirtás nagyszerű lehetőségével állunk szemben.”
A kutatók remélik, hogy hosszútávon lecserélhetők lesznek a kétélű gyomirtó szerek, így csökken a herbicid metabolitok mennyisége is, ami egészségügyi veszélyt is jelent. Ugyanakkor további vizsgálatok várnak a 7dSh-ra annak érdekében, hogy feltérképezzék az üzemi alkalmazás hatékonyságát, megismerjék a molekula lebomlásának biokémiáját és bebizonyosodjon, hogy az új herbicidjelölt valóban veszélytelen az állati és emberi szervezetre.
