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Comprensión de la síntesis de fungicidas naturales


Científicos de las Universidades de Bristol y Hannover que estudian un compuesto producido naturalmente que inspiró a la familia más vendida de fungicidas agrícolas comerciales descubrieron, por primera vez, cómo se sintetiza esta importante clase de compuestos en la naturaleza. 


Universidad de Bristol


Los hallazgos podrían usarse potencialmente en el futuro para permitir un enfoque de selección y mezcla con combinaciones de enzimas para crear vías de biosíntesis de diseñador para nuevos compuestos que podrían ayudar a controlar las enfermedades de los cultivos.

Aunque sintetizados químicamente, los fungicidas de estrobilurina fueron inspirados por un compuesto que es producido naturalmente por el hongo formador de hongos llamado Strobilurus tenacellus. El principal uso de los fungicidas es ayudar a proteger los cultivos de cereales contra Septoria tritici, una de las enfermedades más dañinas del trigo.

El estudio financiado por EPSRC y BBSRC, dirigido por el Dr. Andy Bailey y el Profesor Chris Willis de los institutos de investigación BrisSynBio y Bristol Bio Design de Bristol y el Profesor Russell Cox de la Universidad de Leibniz en Hannover, describe en Nature Communications cómo se sintetiza el compuesto en la naturaleza .

Usando la secuencia de ADN del genoma completo del hongo de las estrobilurinas, los investigadores primero identificaron un grupo de genes que comprendían todas las enzimas necesarias para la síntesis de la estrobilurina. Las estrobilurinas se basan en un policétido inusual, donde la síntesis se inicia con una molécula iniciadora de benzoil CoA en lugar de la unidad de acetilo más convencional. Si bien hay un precedente para esto en los hongos, (la vía de la escualastatina), se encontró que la biosíntesis del iniciador de benzoilo para las estrobilurinas operaba a través de una nueva ruta.

Una vez que se forma la cadena del policétido central, la molécula experimenta un reordenamiento complejo para producir el toxóforo β-metoxiacrilato. La enzima responsable de esto se caracterizó por la expresión en la bacteria E. coli y se demostró que era una oxidasa dependiente de FAD.

El Dr. Andy Bailey, lector de Micología Molecular de la Universidad de Bristol, dijo: «Dado que las estrobilurinas han sido una parte importante de la protección de cultivos durante tanto tiempo, es sorprendente que solo ahora hayamos podido identificar el Camino natural para su síntesis «.

El profesor Russell Cox de Leibniz Universität, Hannover, agregó: «Tal reordenación tipo Meinwald es extremadamente rara en la naturaleza e identificar una enzima responsable de esto es un avance significativo para la biotecnología».

Más información: Risa Nofiani et al. Biosíntesis de estrobilurinas en hongos basidiomicetos, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038 / s41467-018-06202-4 

Referencia del diario: Nature Communications  

Proporcionado por: Universidad de Bristol


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