Значимое исследование в области производства пестицидов в мировых СМИ прошло без особых фанфар. Вместе с тем аналитики отмечают, что за последние 50 лет оно является одним из наиболее важных. Реализация решений на практике позволит запустить в производство сотни новых пестицидов.
Еще в конце сентября профессора Ян Цина из Института защиты растений Китайской академии сельскохозяйственных наук (IPP CAAS) с командой единомышленников опубликовал результаты исследования во всемирно известном научном журнале Nature. В статье описан полный процесс биосинтеза хитина. Впервые был раскрыт механизм ингибирования хитина никкомицинами, включающий три этапа:
Ученому потребовалось почти 15 лет, чтобы завершить работу. Механизм синтеза хитинсинтетазы теперь укладывается в научную схему, имеющую важное теоретическое и прикладное значение. Это исследование стало прорывным, открывая перспективы для создания новых веществ для защиты растений. На его основе в будущем могут быть созданы десятки или даже сотни новых СЗР, которые принесут рынку миллиарды долларов.
Токсичность пестицидов и рост устойчивости к ним вредителей и болезней стали в последнее время серьезной проблемой. Ученые думают, что в конечном итоге это приведет к неспособности контролировать популяцию вредителей и болезней при помощи традиционных ХСЗР. Ускорение разработок безопасных и новых пестицидов является эффективным способом решения этих проблем.
Хитин является естественным биополимером, состоящим из N-ацетил-D-(+)-глюкозамина, и его биосинтез необходим для выживания и размножения большого количества организмов, включая вредителей, патогенные грибы и оомицеты, которые наносят серьезный вред сельскохозяйственному производству. Поэтому понимание процесса биосинтеза хитинсинтетазы является одним из важных компонентов для разработки эффективных и экологически чистых пестицидов.
Начиная с 1970-х годов, ученые вели поиск соединений, которые могут ингибировать синтез хитина. Они также нашли широкое применение и перспективны на рынке в качестве фунгицидов и инсектицидов.
Однако за последние 50 лет, несмотря на большие финансовые затраты, энтузиазм и стремление ученых всех стран разработать более эффективные препараты, прогресс был медленным. Одной из причин было отсутствие точной трехмерной структурной информации о хитинсинтетазе. Это серьезно затрудняло разработку новых пестицидов.
Исследование китайских ученых дает ключевую информацию о структуре молекулярных мишеней для разработки пестицидов, безопасных для человека и домашнего скота и контроля устойчивости вредителей и болезней к существующим СЗР.
Анализ закономерностей связывания хитинсинтетазы с субстратами, продуктами и ингибиторами в молекулярном масштабе обеспечивает основу для реализации мечты об экологически чистых пестицидах, которая десятилетиями не была реализована. Открытие механизма синтеза хитина патогенных организмов делает хитинсинтетазу важной молекулярной мишенью «зеленых» пестицидов.
Это достижение свидетельствуют о том, что уровень исследований и разработок пестицидов в Китае поднялся до оригинальных инноваций в базовой теории. Сможет ли Китай реализовать достижения ученых на практике? Скорее всего – да. Страна нацелена на рост мощностей по производству действующих веществ для пестицидов и наращивание их экспорта за рубеж.