Ugrás a tartalomhoz

Agrokémia és növényvédelmi kémia

Loch Jakab – Nosticzius Árpád

Mezőgazda Kiadó

A fehérjék szintézisét gátló herbicidek

A fehérjék szintézisét gátló herbicidek

A fehérjék szintézisét több módon is lehet gátolni. Az egyik gátlási mód, amikor a fehérje felépítését végző nukleinsavak működésében idéz elő zavart a herbicid. A fehérjeképződés azonban akkor is megszűnik, ha valamely aminosav nem képződik. Ilyenkor azon a helyen, ahol a kérdéses – de nem létező – aminosavnak kellene beépülnie megáll a folyamat. A növény pusztulását az életfontosságú enzimfehérjék képződésének megakadályozása idézi elő. Természetesen, ha valamennyi aminosav képződését gátoljuk azzal, hogy az aminosav képződéséhez szükséges aminocsoport tárolását gátoljuk, szintén a fehérjeszintézis leállásához, ezzel a növény pusztulásához jutunk.

Klór-acetanilid-származék herbicidek

A fehérjeszintézishez a transzkripcióval képződött három RNS egybehangolt működése szükséges. Akár a mRNS, akár a tRNS vagy rRNS működése károsodik, nem történik meg a fehérjeszintézis. Az α-klór-acetanilid

hatásának magyarázatára két hipotézis terjedt el. Az egyik szerint a klóratom aktiválja a szomszédos karbonilcsoportot, amely az aminosavaktiváló enzim tiolcsoportjával reagálva megakadályozza a fehérjeszintézishez szükséges aminoacil-tRNS képződését. A másik elképzelés szerint az aminoacil-tRNS egyik aminocsoportját alkilálja, és ezáltal fejti ki a fehérjeszintézist gátló hatást. A fehérjeszintézis gátlását főleg a propaklór esetében tanulmányozták. A proteinszintézis gátlásával a gyökérnövekedés gátlása is együtt járt.

Általában szelektív, szisztemikus herbicidek. Preemergensen használják őket egynyári fűfélék és meghatározott egynyári kétszikű gyomnövények ellen. Felhasználási területük változhat, de leggyakrabban kukoricakultúrában alkalmazzák őket.

A klór-acetanilid-származék herbicideket önmagában vagy más herbiciddel keverve, esetleg a kultúrnövény védelmét szolgáló vegyülettel együtt alkalmazzák. Az ilyen vegyületet szokták antidótumnak (ellenszer) vagy herbicide safenernek (herbicidet veszélytelenné tevőnek) is nevezni. Szerepe, hogy bizonyos kultúrnövényt megvédjen a herbicid káros hatásától. A diklóracetamid típusú safenerek a kukorica és cirok kultúrnövényt a tiolkarbamát típusú herbicidektől védik. Itt alkalmaztak először antidótumot, később kiderült, hogy ugyanezen vegyületek, például a diklórmid, a klóracetanilid-származék herbicidekkel szemben is védik a kukorica és ciroknövényt.

A klóracetanilid-származék hatóanyagokat mind AD-67, mind MG-191, és diklórmid védő vegyülettel forgalmazzák.

Az alaklór szelektív, szisztemikus herbicid főleg a csírázó hajtás abszorbeálja, de egy kissé a gyökér is. A növényben áramlik, és főleg a vegetatív részekben akkumulálódik. Mint a csoport többi tagját, ezt is egynyári fűfélék és meghatározott kétszikű gyomnövények irtására használják preemergensen kukoricában, szójában, babban. A növényben elég gyorsan lebomlik. Önmagában kukoricában és napraforgóban, más herbiciddel és MG-191-el keverve főleg kukoricában használják. Az acetoklórt mindhárom védő vegyülettel vagy más herbicidekkel és védővegyületekkel forgalmazzák. A csírázó növény hajtása abszorbeálja. A többi ide tartozó herbicidhez hasonlóan ezt is preemergensen egynyári fűfélék, illetve meghatározott kétszikű gyomnövények ellen használják. Kukorica, szójabab, burgonya kultúrában alkalmazható. A propaklór az előzőekhez hasonló céllal és módon kukorica-, bab-, hagyma-, borsókultúrákban alkalmazható többnyire önmagában, azaz más herbicid vagy védővegyület nélkül.

A dimetaklór szelektív talajherbicid. Önmagában repcekultúrában használható. A metolaklór kukoricában, napraforgóban, néhány zöldségfélénél és fás dísznövényeknél használatos. Mindkettőt önmagában vagy más herbicidekkel keverve, de védővegyület nélkül használják.

A propizoklórt főleg a hajtás abszorbeálja. Kukorica-, szója-, burgonya-, napraforgó-, borsó-, babkultúrában, többnyire önmagában, más herbicid vagy védővegyület nélkül alkalmazzák. A metazaklór képletében heterociklusos láncrész található. Hatásában azonban e csoport tagjaihoz hasonlóan viselkedik, amennyiben magról kelő egy- és kétszikű gyomokat irt, de repce-, burgonya-, szójakultúrában önmagában, azaz védővegyület vagy más herbicid nélkül használják. A képletek írása általában nem egyöntetű, az eddigiekben a benzolgyűrű fölött helyeztük el az anilin nitrogénjéhez kapcsolódó hosszabb oldalláncot. Lehet a képletet elfektetve ábrázolni, a karboxilcsoportot nem kihangsúlyozva írni, ha az egyszerűségre törekszünk.

A dimetenamid már nem is klóracetanilid-származék, bár megtalálható a gyűrűhöz (tiofén) kapcsolódó szubsztituált aminocsoport, de a gyűrű nem benzolgyűrű. A tiofén és benzol számos vegyületben felcserélhető anélkül, hogy a biológiai hatás megváltozna. Hatását tekintve jól beleillik a klóracetanilidek csoportjába. Ez is magról kelő egyszikű és néhány kétszikű gyomnövényt irt kukorica-, napraforgó-, szója-, cukorrépa-kultúrában. Meghatározott enzimek szulfhidrilcsoportjának alkilálását bizonyították alkalmazásakor. A koleoptil abszorbeálja, teljesen hatástalan, ha a gyökeret vagy kifejlett levelet kezelik vele. Az izoxaben már nem is anilid, hanem a benzoesav amidjának származéka. Nagyon valószínű azonban, hogy a háromdimenziós térszerkezet a korábbiakhoz hasonló, mert ez is a fehérjeszintézist gátolja. Preemergensen használják az őszi és tavaszi csírázású kétszikű gyomok ellen őszi kalászosokban, gyepben, gyümölcsösben, szőlőben.

Az acetanilid herbicidek átalakulását többen is vizsgálták. Megnézték bomlásukat közönséges lúgos hidrolízissel és talajból kivont baktériumokkal. A megfelelő anilinszármazékra bomlottak le az acetanilidek. Természetes körülmények között a talajban is a hidrolízis az első reakció. A növényben való átalakulás lépéseit kukoricában vizsgálva megállapították, hogy a vizsgált acetoklór, alaklór, metolaklór ugyanúgy glutationnal kapcsolódik, mint a kukoricát egyáltalán nem károsító szimmetrikus triazinszármazék atrazin. Növényi toxicitásuk a korábbi felsorolás szerint csökken, de amíg az atrazin a vizsgált kukoricahibridek egyikét sem károsította, addig a metolaklórra eltérő érzékenységgel reagáltak. Megállapították, hogy minél nagyobb a tiolcsoport (glutation és cisztein -SH csoportjáról van szó) aránya a herbicid szubsztráthoz mérten, annál nagyobb lesz a konjugált herbicid mennyisége. A kukoricában való lebomlás függ a gyökérben és hajtásban lévő glutationkoncentrációtól, valamint a herbicid molekulaszerkezetétől. A toleráns és érzékeny növények eltérő mennyiségű glutationt tartalmaznak. Korrelációt tapasztaltak a tolerancia és a növény glutationtartalma között.

Az alaklór és a metolaklór a nem érzékeny növényekben mint láttuk gyorsan detoxifikálódik úgy, hogy glutationnal konjugálódik, ez tovább bomlik szulfonsavakká, R–SO2–OH összetételű vegyületekké. Ez könnyen kimosható a talajvízbe, ezek a perzisztens vegyületek nagyon sokáig megmaradnak a felszíni vizekben. Egyes szerzők arra hívják fel a figyelmet, hogy néhány peszticid metabolitja sokáig okoz környezetszennyezést úgy, hogy e perzisztens metabolit – amelynek mennyiségét nem is mérik – bekerülhet az ivóvízbe. Az alaklór bomlásával számos szerző foglalkozik, mert az Egyesült Államokban ez az egyik leggyakrabban használt herbicid. Metabolitjaként a 2-klór-2',6'-dietilacetanilidet és a 2-hidroxi-2',6'-dietilacetanilidet is azonosították. Salmonellában mindkettő mutagén hatást idézett elő. Számos közlemény hívja fel a figyelmet a közvetett, azaz metabolitok által előidézhető környezeti károk lehetőségére. Természetesen e veszély lehetőségek nem jelentik azt, hogy az alaklórt roppant veszélyes vegyületnek tekintsük. A Salmonella méretéhez viszonyított nagy dózis által előidézett mutagén hatás figyelemfelkeltésnek tekinthető.

A fehérjék kicsapását előidéző herbicid

A korábban már felépült fehérjék kicsapása és a fehérjeszintézis gátlása egyaránt csökkent mennyiségű és működésképtelen fehérjét eredményez.

Herbicidként a halogénezett alifás karbonsavak származékait viszonylag régen használják. A halogénezett szerves savak kis koncentrációban mint a szulfhidrilcsoportot megkötő reagensek ismertek, nagyobb koncentrációban a fehérjéket oldatukból kicsapják. Más kereskedelmi forgalomban levő herbicideknél nagyobb dózisban kell alkalmazni őket.

A magasabb rendű növények nem képesek e szerek lebontására, így a fehérjék kicsapásához szükséges mennyiségben halmozódhatnak fel. A gyökéren át felvett NaTA egyik hatása a levél külső viaszrétege szintézisének gátlása, de ez nem tekinthető a növénypusztulás közvetlen okának. Mivel számos fehérjét működésképtelenné tesz, nem lehet megadni egyetlen – a növény pusztulásáért felelős – fő hatást, sok enzimatikus folyamat egyidejű gátlása vezet a növény pusztulásához.

A triklór-ecetsavat (TCA), illetve nátriumsóját (NaTA) cukorrépa és többéves lucerna, napraforgó, burgonya gyomirtására, kombinációkban használják.

Főleg a gyökér abszorbeálja, bár kisebb mértékben a levél is. Áramlik a növényben, és a merisztémaszövetben akkumulálódik. Levélklorózist idéz elő. Preemergensen főleg fűfélék gyomirtására használják.