Згідно з новими дослідженнями, фунгіцид, що часто використовується у сільськогосподарському господарстві для захисту зерна, фруктів та овочів від пошкодження цвілі, вбиває грибки за допомогою раніше невідомого механізму, який спричиняє метаболічний шок клітинам.
Фунгіцид флудіоксоніл був спочатку розроблений для захисту насіння під час зберігання, але він був настільки ефективний для обмеження пошкодження цвілі, що тепер він широко використовується для обробки продуктів після збору врожаю, щоб продовжити термін їх зберігання. Хоча вчені давно знають, що для знищення грибкових клітин флудіоксонілу необхідний білок, унікальний для грибів, точний механізм дії флудіоксоніл залишається неясним.
Нова робота дослідників з Університету Вісконсін-Медісон показує, що гриби, які зазнали впливу флудіоксоніл, відчувають стрибок концентрації молекули реактивного стресу, яка запускає біохімічний каскад в грибах, який призводить до загибелі клітин.
Дослідники створили мутантні штами дріжджів, стійкі до фунгіцидів, які дозволили зрозуміти, як гриби відчувають пошкодження, викликане флудіоксонілом, і переходять на метаболічний шлях, від якого вони не можуть відновитися. Розуміння цього механізму може допомогти дослідникам оцінити роль, яку флудіоксоніл відіграє в сільськогосподарській системі, і може краще висвітлити, як ліки вбивають грибкові патогени і як гриби розвивають стійкість до протигрибкових хімічних речовин.
Дослідження опубліковане 25 березня в журналі Scientific Reports. Роботою керували Трістан Брандхорст і Іен Кін в лабораторії Брюса Кляйна, професора педіатрії, внутрішньої медицини та медичної мікробіології та імунології в UW-Madison і UW School of Medicine і Public Health.
З моменту своєї появи в 1993 році, коли цю діючу речовину винайшли науковці компанії Syngenta флудіоксоніл, як вважають, безпосередньо націлений на білок в грибкових клітинах, відомий як гібридна гістідінкіназа, або скорочено HHK. У Syngenta припустили, що флудіоксоніл зв’язується безпосередньо з HHK, щоб активувати біохімічний шлях, який змушує грибкові клітини ненавмисно вбивати себе.
Тому у лабораторії Університету Вісконсін почали розуміти, як флудіоксоніл атакував ННК. Але в 2016 році внауковці повідомили, що, хоча флудіоксоніл вимагає білка HHK для знищення грибів, пестицид і білок не взаємодіють безпосередньо, залишаючи істинний механізм дії флудіоксоніл у повітрі. В поточному дослідженні вчені вирішили перевірити альтернативні можливості роботи флудіоксоніл.
Вони виявили, що флудіоксоніл викликає грибкову форму клітинного стресу, звану окислювальним стресом. Окислювальний стрес досить поширений і викликаний поєднанням кисню в повітрі і пошкодженням клітин від стресорів, таких як ультрафіолетове випромінювання. Дослідники припустили, що HHK діяв як датчик, який був викликаний окислювальним стресом, щоб сприяти загибелі клітин.
Під час дослідження дослідники модифікували HHK, щоб зробити його стійким до флудіоксонілу. HHK має кілька сірковмісних амінокислот в своїй структурі білка, і ці амінокислоти можуть використовувати чутливі атоми сірки для визначення і реагування на умови навколишнього середовища, такі як альдегіди. Коли дослідники видалили сірку, HHK більше не реагував на флудіоксоніл, і клітини стали стійкими, вказуючи на важливість цих чутливих атомів сірки в виявленні альдегідів, індукованих флудіоксонілом.
Дослідники відзначають, що здатність флудіоксонілу впливати на метаболізуючий цукор фермент, загальний для всіх клітин, і продукувати руйнівне з’єднання метилгліоксалю, може означати, що пестицид має більшу здатність шкоди не грибкових клітин, ніж вважалося раніше. Хоча флудіоксоніл вважається безпечним для використання, автори цього дослідження припускають, що ефекти цього широко використовуваного пестициду на тварин повинні бути переглянуті.
Аби не пропустити найцікавішого, підписуйтесь на наш канал-Telegram
