Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nedbrydning af ukrudtsmidlet RoundUp®

Samlet viden om nedbrydning af det aktive stof glyfosat i RoundUp® kan på sigt være nyttig i processer, hvor bakteriernes evne til at nedbryde organiske forbindelser anvendes til at fjerne fosfonsyrer, der er svære for miljøet at nedbryde.

21.03.2014 | Lisbeth Heilesen

Bjarne Jochimsen (tv) og Bjarne Hove-Jensen har sammen med en canadisk kollega, David Zechel, Queen’s University, Kingston, Ontario, undersøgt den eksisterende viden om nedbrydning af fosfonsyrer og samlet denne i et review (Foto: Lisbeth Heilesen)

Det første trin i nedbrydningen af glyfosat. Glyfosat skifter plads med adenin i ATP i en reaktion, der katalyseres af enzymet PhnI. Glyfosat er dermed aktiveret til videre nedbrydning, således at der dannes fosfat efter endnu seks enzymkatalyserede reaktioner. Den resterende del af glyfosat bliver til N-methylglycin. Samlet kræver nedbrydning af glyfosat til fosfat og N-methylglycin 14 polypeptider, som kodes for af generne phnCDEFGHIJKLMNOP.

Fosfonsyrer er organiske forbindelser, der indeholder en ekstremt stabil kemisk binding mellem kulstof og fosfor, en egenskab der udnyttes af agro-, kemi- og medicinalindustrien i syntese af ukrudtsmidler, sæbestoffer, smøremidler og lægemidler. Blandt de kvantitativt vigtigste fosfonsyrer er glyfosat, det aktive stof i ukrudtsmidlet RoundUp®.

RoundUp® er det mest anvendte ukrudtsmiddel på verdensplan og bruges til bekæmpelse af uønsket plantevækst i landbruget, i skovbruget og i haven. Efter fremkomsten af RoundUp®-resistente afgrødeplanter som fx sojabønne, dyrkes sådanne afgrøder især i Nord- og Sydamerika samt i Kina, hvilket har medført en kraftig stigning i brugen af RoundUp®.

Det aktive stof i RoundUp® er N-phosphonomethylglycin, også kaldet glyfosat. Glyfosat tilhører stofgruppen fosfonsyrer, dvs. stoffer der indeholder en kemisk stabil binding mellem kulstof og fosfor. Til denne stofgruppe hører også et stort antal smøremidler, sæbestoffer og medikamenter til behandling af knogleskørhed og visse kræftformer. Nervegassen sarin er også en fosfonsyre.

Det anslås, at der årligt udledes over 20.000 tons af forskellige fosfonsyrer til omgivelserne alene på den vestlige halvkugle, og det frygtes at de svært nedbrydelige forbindelser er til skade for miljøet. Fra tid til anden fremkommer videnskabelige rapporter, der dokumenterer RoundUp®’s skadelige virkninger på miljøet.

En række mikroorganismer er i stand til at nedbryde glyfosat og andre fosfonsyrer til stoffer, som de udnytter i deres stofskifte. Fosfonsyrer kan nedbrydes ad tre forskellige reaktionsveje, dels ved hydrolytisk spaltning, dels ved oxidation og dels ved en radikalbaseret spaltning af kulstof-fosforbindingen.

Bjarne Hove-Jensen og Bjarne Jochimsen har sammen med en canadisk kollega, David Zechel, undersøgt den eksisterende viden om de enzymkatalyserede processer, der indgår i nedbrydning af fosfonsyrer med særligt henblik på den radikalbaserede nedbrydning af glyfosat og af aminomethylfosfonsyre, også kaldet AMPA. En sådan viden kan på sigt være nyttig i processer, hvor bakteriernes evne til at nedbryde fosfonsyre anvendes til at fjerne disse svært nedbrydelige stoffer for miljøet.


Resultatet af denne undersøgelse er publiceret i American Society for Microbiology’s tidsskrift Microbiology and Molecular Biology Reviews.


Mere information

Lektor Bjarne Jochimsen
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
bjoc@mb.au.dk - 87155438

 

Offentligheden / Pressen