謝菲爾德大學(xué)可持續(xù)食品研究所的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了一種可以幫助從有機(jī)形式中釋放磷的酶，該研究發(fā)表在的科學(xué)期刊 PNAS 上。

拖拉機(jī)耕種綠色作物的圖像。

謝菲爾德大學(xué)可持續(xù)食品研究所的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了一種可以幫助從有機(jī)形式中釋放磷的酶，該研究發(fā)表在的科學(xué)期刊PNAS上。

這種酶有可能幫助減少全球食品生產(chǎn)系統(tǒng)所依賴的磷酸鹽化學(xué)肥料的消耗，但這些肥料是通過(guò)開(kāi)采不可再生且日益昂貴的無(wú)機(jī)磷酸鹽來(lái)源生產(chǎn)的。

地球上的所有生物、植物和動(dòng)物都需要磷來(lái)促進(jìn)健康的生長(zhǎng)和發(fā)育，但在農(nóng)業(yè)中繼續(xù)使用有限的不可再生磷化肥庫(kù)存會(huì)威脅到作物產(chǎn)量和我們?nèi)蚣Z食生產(chǎn)系統(tǒng)的可持續(xù)性。農(nóng)業(yè)是不可再生磷的消耗者，因此其有限的供應(yīng)對(duì)全球糧食安全、生物多樣性和氣候調(diào)節(jié)具有重要意義。 

肥料中使用的簡(jiǎn)單形式的磷是不可再生的無(wú)機(jī)磷酸鹽，因?yàn)椴恍业氖?，環(huán)境中有機(jī)磷酸鹽營(yíng)養(yǎng)素的可用性通常低到足以限制天然植物和藻類(lèi)的生長(zhǎng)。

在海洋和土壤中，大部分總磷以復(fù)雜的有機(jī)形式存在，這需要酶（通常稱(chēng)為磷酸酶）來(lái)釋放磷酸鹽，以便植物和藻類(lèi)可以將其用作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

該大學(xué)可持續(xù)食品研究所的研究人員已經(jīng)確定了一種在環(huán)境中豐富的獨(dú)特細(xì)菌磷酸酶，稱(chēng)為 PafA，它可以有效地從其有機(jī)形式中釋放肥料中使用的磷酸鹽。

該研究使用黃桿菌模型來(lái)觀察體內(nèi)的 PafA 功能，并表明它可以快速礦化天然存在的有機(jī)磷酸鹽，而與磷酸鹽水平無(wú)關(guān)，發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程會(huì)被其他常見(jiàn)酶如 PhoX 和 PhoA 磷酸酶抑制，尤其是如果周?chē)呀?jīng)有殘留的磷酸鹽。 

來(lái)自謝菲爾德大學(xué)可持續(xù)食品研究所和亞瑟威利斯環(huán)境研究中心的 Ian Lidbury 博士說(shuō)：“磷酸鹽的積累可以抑制常見(jiàn)磷酸酶的酶活性，但 PafA 的獨(dú)特之處在于它的功能在磷酸鹽的作用下不會(huì)受到影響。積累。 

“由于 PafA 在陸地和水生環(huán)境中的發(fā)生率和多樣性很高，這使其成為尋找?guī)椭参锖蛣?dòng)物更有效地捕獲必需營(yíng)養(yǎng)素的方法而被忽視的寶貴資源，對(duì)于幫助我們至關(guān)重要減少我們對(duì)世界上有限的不可再生化學(xué)磷肥庫(kù)存的依賴——以及迅速用完所造成的損害。

“我們的進(jìn)一步研究將調(diào)查 PafA 的功能，因?yàn)榕c其他形式相比，黃桿菌形式似乎特別活躍。因此，了解這一點(diǎn)對(duì)于我們能夠設(shè)計(jì)出用于農(nóng)業(yè)的優(yōu)化酶至關(guān)重要?！?/span>

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在研究是什么使某些形式的 PafA 比其他形式更活躍，目標(biāo)是通過(guò)為植物提供更容易獲得的有機(jī)磷源來(lái)設(shè)計(jì)一種可用于促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的酶。將其引入動(dòng)物飼料中。