谢菲尔德大学的研究人员发现了一种可以在环境中释放有机磷的酶
磷是促进植物和动物健康生长的必需营养素,被全球粮食生产系统用作肥料
农业是全球不可再生无机磷的最大消费国,有限的供应威胁着全球粮食安全、生物多样性和气候调节
PafA 是环境中广泛分布的酶,因此代表了磷循环中被忽视的资源
谢菲尔德大学可持续食品研究所的一项研究发现了一种可以帮助从有机形式中释放磷的酶,该研究发表在领先的科学期刊PNAS上。
这种酶有可能帮助减少全球食品生产系统所依赖的磷酸盐化学肥料的消耗,但这些肥料是通过开采不可再生且日益昂贵的无机磷酸盐来源生产的。
地球上的所有生物、植物和动物都需要磷来促进健康的生长和发育,但在农业中继续使用有限的不可再生磷化肥库存会威胁到作物产量和我们全球粮食生产系统的可持续性。农业是不可再生磷的最大消耗者,因此其有限的供应对全球粮食安全、生物多样性和气候调节具有重要意义。
肥料中使用的最简单形式的磷是不可再生的无机磷酸盐,不幸的是,环境中有机磷酸盐营养素的可用性通常低到足以限制天然植物和藻类的生长。
在海洋和土壤中,大部分总磷以复杂的有机形式存在,这需要酶(通常称为磷酸酶)来释放磷酸盐,以便植物和藻类可以将其用作营养物质。
该大学可持续食品研究所的研究人员已经确定了一种在环境中丰富的独特细菌磷酸酶,称为 PafA,它可以有效地从其有机形式中释放肥料中使用的磷酸盐。
该研究使用黄杆菌模型来观察体内的 PafA 功能,并表明它可以快速矿化天然存在的有机磷酸盐,而不受磷酸盐水平的影响,这一过程被发现会被其他常见酶如 PhoX 和 PhoA 磷酸酶抑制,尤其是如果周围已经有残留的磷酸盐。