Über Aminosäure-(phenylazo)-phenyl-Derivate XXIV. Wechselwirkung von herhiziden Wirkstoffen mit Enzym-Proteinen

Flora, Abt. A, Bd. 158, S.

285-~97

(1967)

Aus dem Institut fUr Naturwissenschaften der Hochschule fur Landwirtschaft Bernburg

Dher Aminosaure-(phenylazo)-phenyl-Derivate XXIV. Wechselwirkung von herhiziden Wirkstoffen mit Enzym -Proteinen 1. Beeinflussung der proteolytischen Aktivitiit von Pflanzenhomogenaten durch Carbamate und Harnstoffe

Von PAUL SCHWENK und ALFRED BARTH Mit 12 Abbildungen im Text (Eingegangen am 20. Januar 1967)

In vorangegangenen Mitteilungen (1-4) wurde berichtet, daJ3 die 4-(Phenylazo)phenylamide der Aminosauren L-Alanin, L-Lysin und L-Phenylalanin zur Bestimmung proteolytischer Enzymaktivitaten geeignet sind. Diese Substrate vereinigen sich dabei mit dem Enzymprotein zu Enzym-Substrat-Komplexen, welche nach intramolekularer Aktivierung unter Enzymrtickbildung in die Spaltprodukte Aminosaure und 4-(Phenylazo)-phenylamin (p-Aminoazobenzol) hydrolytisch zerfallen. Die Bindung im Primarkomplex erfolgt dabei hochstwahrscheinlich tiber Wasserstoffbrticken (5), welche von der CO-NH-Gruppierung der Aminosaure-4(phenylazo )-phenylamide ausgehen. In diesem Sinne wirken die nicht-spaltbaren 4-(Phenylazo )-phenylamide der Aminosauren: L-Valin, a-Aminoisobuttersaure, a-Aminozyklohexankarbonsaure und D-Phenylalanin als Inhibitoren der Proteolyse (6). Da es auf Grund solcher Befunde wahrscheinlich ist, daJ3 auch andere Arylamide eine analoge Wechselwirkung mit den Enzymproteinen eingehen konnen, soIl in folgendem die Beeinflussung der proteolytischen Aktivitat von Pflanzenhomogenaten durch Carbamate und Harnstoffe untersucht werden.

Durchfiihrung der Versuche

Herstellung der Homogenate Etwa 10 g frische, 5-6tagige Keimpflanzen werden im Morser intensiv zerrieben. Der Gewebebrei wird mit 100 ml bidest. Wasser verdtinnt, die Suspension von fest en Bestandteilen abzentrifugiert und das so gewonnene zellfreie Homogenat zur Aktivitatsbestimmung direkt eingesetzt.

286

PAUL SCHWENK und ALFRED BARTH

Ausftihrung der Messung In ReagenzgUisern werden jeweils 1 ml Homogenat, 2 ml Borsaurepuffer nach CLARK und LUBS (pH 8,7) vermischt und mit je 1 ml einer methanolischen Losung des entsprechenden Carbamats oder Harnstoffes versetzt. Nach einer Prainkubationszeit von 20 min wird mit 1 ml Substratlosung (L-Alanin-, L-Lysin- oder L-Phenylalanin-4-(phenylazo)-phenylamid-hydrobromid in bidest. Wasser) versetzt, das Ganze gut durchmischt und sofort 60 min bei 25°C inkubiert. Nach dem Ansauern der Ansatze mit Trichloressigsaure (40%ig wJv) werden die Extinktionen im Spektralkolorimeter "Spekol" des VEB Carl Zeiss, Jena, bestimmt. Zum Vergleich werden die Messungen analog durchgeftihrt, jedoch an Stelle der InhibitorlOsung mit 1 ml Methanol versetzt. Weitere Details der Versuchsdurchftihrung sind aus den Abbildungen, den Legenden zu den Abbildungen sowie aus frtiheren Publikationen (1-2) zu ersehen. Hemmung der proteolytische n Aktivitat von Mais- und Wickenkeimhomogenaten bei steigender Inhibitorkonze ntration Wie aus den Abbildungen 1 und 2 hervorgeht, wird die enzymatische Hydrolyse des Substrates L-Alanin-4-(phenylazo)-phenylamid (10-3 M) durch Maishomogenat (Zea mays L.) von O-Isopropyl-3-chlorphenylcarbamat (CIPC) und O-(N-3Chlorphenyl-carbamoyl)-propanoxim (Cl-Oxim) bei Wirkstoffkonzentrationen im Be-

Suostratkonz. • 10.5U (t -AloJ 1,0~r-------~--------~----------~---------

MoiskeilTl- lIol7lOgenot

o

0'5+---------+-----~~~~------~--------~ o

2,{J

/'0

.

Jnllioitorkonz. U] X VI (MOl/I)

Abb. 1. Hemmung der proteolytischen Aktivitat von Maiskeimhomogenat gegeniiber L-Alanin4-(phenylazo)-pheny lamid (L-Ala) bei steigender CIPC-Konzentration . pH = 8,7 (Boratpuffer nach CLARK und LUBS), Temp. = 25 DC, Prainkubationszeit = 20 min, Inkubationszeit = 60min.

287

Uber Aminosaure-(phenylazo )-phenyl-Derivate

reich von 0,05-2,0· 10-2 M in zunehmendem MaJ3e gehemmt. Besonders das CIOxim wirkt stark inhibierend, wonach eine Proteolyse des Substrates schon bei Inhibitorkonzentrationen von 0,8· 10-2 M nahezu vollstandig unterbunden wird. Interessant ist, daJ3 das Harnstoff-Derivat "Monuron" (N,N-Dimethyl-N'(4-chlorphenyl)-harnstoff) bei geringeren Konzentrationen (0,05-0,2 . 10-2 M) aktivierend, bei hOheren Konzentrationen (0,4-2,0 . 10-2 M) jedoch, wenn auch deutlich schwacher als CIPC und CI-Oxim, hemmend wirkt. Gleiche Ergebnisse werden bei Verwendung von Wickenkeimhomogenat (Vicia sativa L.) erzielt (Abb. 3). Auch hier wird die enzymatische Hydrolyse des L-Alanin-4-(phenylazo)-phenylamids (10-3 M) durch CIPC in vollig analoger Weise inhibiert wie bei Mais. Einem raschen Absinken der Aktivitat bei Einsatz der Wirkstoffkonzentrationen von 0,05-0,2 . 10-2 M folgt eine allmahliche Erniedrigung der Restaktivitat bei weiterer Steigerung der Inhibitormengen pro Ansatz (0,2-2,0 . 10-2 M). Noch ausgepragter sind die Verhaltnisse bei der Hemmung der proteolytischen Spaltung der Substrate L-Phenylalanin-4-(phenylazo )-phenylamid und L-Lysin-4(phenylazo)-phenylamid durch Wickenkeimhomogenat in Gegenwart von CIPC (Abb.4 und 5). Besonders im FaIle des L-Lysin-4-(phenylazo)-phenylamids erfolgt eine sehr rasche Inhibierung des wirksamen Enzymsystems bei Erhohung der CIPCKonzentration, wonach bereits bei Aufwandmengen von 0,8 . 10-2 M Inhibitor keine Proteolyse mehr stattfindet (Abb. 5). f13(j§

s" -"'E~',' j

ill

:'.!4-'UhJ.!..

1 o.loO I

Moiskeim-lIomoqefJo/ + +

.. • Mont/ron' . a12§

"C{ -qxim' ~s ~o 1,5 Jnnibitvrkol7z. nJ x 10 2 (MolIt)

2.0

.

Abb. 2. Hemmung der proteolytischen Aktivitat von Maiskeimhomogenat gegeniiber L-Alanin4-(phenylazo)-phenylamid (L-Ala) bei steigender Monuron- und CI-Oxim-Konzentration. Reaktionsbedingungen wie bei Abb. 1.

288

PAUL SCHWENK und ALFRED BARTH IJ£

0.6~--------'----------'---------'---------'

SubstrotkOflz.• A7-sM (L -Ala)

u.~~--------~--------~---------+--------~ Wlckenkeim-Homogenat

a2+-----------~----~--~--~~-----~--------~

2,(J JnlJibiforkonz. £ J] x A7z (MolII)

..

Abb. 3. Hemmung der proteolytischen AktivitlLt von Wickenkeimhomogenat gegeniiber L-Alanin-4-(phenylazo)-phenylamid bei steigender CIPC-Konzentration. Reaktionsbedingungen wie bei Abb. 1. 7.8.---------,---------,---------,---------, o

I

._._._.

7.2+-~------_+----------+_--------_+----------1

J#Ckenke/m -/lomoljenot

a6+---------+---------+-~~~--+-------~

,CJPC" o

0.5

!,i7

JnhiIJltof'k(Jnz.

l,5 [J]x f()l (MOIII)

2,/7

~

Abb.4. Hemmung der proteolytischen AktivitlLt von Wickenkeimhomogenat gegeniiber L-Phenylalanin-4-(phenylazo)-phenylamid (L-Phe) bei steigender CIPC-Konzentration. Reaktionsbedingungen wie bei Abb. 1.

289

fiber Aminosaure-(phenylazo )-phenyl-Derivate O,l~

!JE

1

o.m+-~------+---------+---------~--------~ Wkkeflkeim - Jlomogeflot

0.5

/'0

2.0

1,5

Jflllibtiof'/(OfiZ. [J ] x 10 2 (Mol//)

Abb. 5. Hemmung der proteolytischen Aktivitat von Wickenkeimhomogenat gegeniiber L-Lysin4-(phenylazo)-phenylamid (L-Lys) bei steigender CIPC-Konzentration. Reaktionsbedingungen wie bei Abb. 1.

Bestimmung des Hemmungstyps und der Inhibitorkonstanten In Gegenwart einer CIPC-Konzentration von 4,0.10-3 M wurden die Spaltungsraten bei variierenden Konzentrationen der Substrate L-Alanin- und L-Lysin-4(phenylazo)-phenylamid unterVerwendung von Mais- und Wickenkeimhomogenaten Tabel1e 1 (Medium: Methanol/H2 0 = 1:3, Boratpuffer pH 8,7, t = 25°C) Herkunft des Enzymsystems

Inhibitor Substrat (0,2-2,0· 10-3 M) (4.10-3 M)

Maiskeime

L-Alanin-4-P APamid L-Alanin-4-P APamid L-Lysin-4-PAPamid L-Lysin-4-PAPamid L-Alanin-4-P AP amid L-Alanin-4-PAPamid

Maiskeime Maiskeime Maiskeime Wickenkeime Wickenkeime

(PAP = 4-(Phenylazo )-phenyl-)

Km

K;

4,0.10- 4 M 4,0.10- 3 M

CIPC 4,0.10-4 M

8,6.10-3 M

CIPC 1,4.10-4 M CIPC

5,6.10-3 M

290

PAUL SCHWENK und ALFRED BARTH

I

MOlskelm . ' -IfOmOfet701 I

20.-I-----+--l-"~

.~ ~

~

~----__----~---- ~~I

~}-----------+----------+--~~~~-4

~~

~

I-Ala

o

{J,2

{U

ao [SJ

Q,8

lO

l2

H

1,(j

/,8

2,0

x 10J (MOI/O.

Abb. 6. Auswertung der enzymatischen Hydrolyse des Substrates L-Alanin-4-(phenylazo)-phenylamid durch Maiskeimhomogenat ohne und mit Inhibitorzusatz (CIPC) nach EADIE.

r - - - - - - u(J.-----------.----------,-----

---,-------r--

MoiskeilTl-/lomoqe. ot

M'}-----------+-----------+-~,CJPCQ

/l,2

0,9

(},{j

0.8

1,0

1,2

l,1f

1,6

J,8

2,(J

2,2

2,9

[Slxl(J3 (MollO

Abb. 7 Auswertung der enzymatischen Hydrolyse des Substrates L-Lysin-4-(phenylazo)-phenylamid durch Maiskeimhomogenat ohne und mit Inhibitorzusatz (CIPC) nach EADIE.

291

ttber Aminosaure-(phenylazo )-phenyl-Derivate

ermittelt. Die Auswertung nach EADIE (7) ergibt in jedem Fall eine nichtkompetitive Hemmung der Wirksamkeit der proteolytischen Enzymsysteme bei Mais und Wicke durch CIPC im vorliegenden Konzentrations- und Temperaturbereich. Aus den Diagrammen (Abb.6-8) lassen sich die Michaeliskonstanten der Enzym-SubstratKomplexe im FaIle der Vergleichsuntersuchungen ohne Inhibitor als auch die Inhibitorkonstanten der durch CIPC gehemmten enzymatischen Hydrolyse graphisch bestimmen: r-------1,5y----------.---------,---------.--------~

M1ckenkelm lIornoqemt

5,O~--------~--------_+--~

__~_4--------~

--::::.

-;:;

.,,§

L-A/Q

~

r-----~

o

o

o

2,5r---------~L-------_+_=~-----~--------~

~I"

0,4

0,"

0,0

0,9

7,0

1,2

!'It

U

1,8

2,0

.

[Slx!(J5 (MOl//)

Abb.8. Auswertung der enzymatischen Hydrolyse des Substrates L-Alanin-4-(phenylazo)-phenylamid durch Wickenkeimhomogenat ohne und mit Inhibitorzusatz (CIPC) nach EADIE.

Beeinflussung der Proteasesysteme von Keimlingen verschiedener Pflanzenarten durch Carbamat-Herbizide Die Wechselwirkung der proteolytischen Enzyme von Mais- und Wickenkeimlingen mit herbiziden Wirkstoffen wie CIPC, Cl-Oxim und Monuron wirft die Frage auf, ob einerseits die Proteasen auch anderer Pflanzenarten im gleichen Sinne beeinflu13t werden und in welch em Grade andererseits die Bindung des Enzymsystems mit dem Inhibitor von dessen Konstitution abhangt. Aus diesem Grunde wurde die prozentuale Hemmwirkung der Verbindungen: O-Isopropyl-phenyl-carbamat (IPC), O-Isopropyl-3-chlorphenyl-carbamat (CIPC), O-(N-Phenyl-carbamoyl)propanonoxim (Oxim) und O-(N-3-Chlorphenyl-carbamoyl)-propanonoxin (Cl-Oxim) auf proteolytische Enzymsysteme von 14 Arten aus den Familien: Gramineae, Leguminosae, Chenopodiaceae, Caryophyllaceae, Brassicaceae und Compositae an Hand der Spaltung des Substrates :L-Alanin-4-(phenylazo)-phenylamid untersucht und gegeniiber der enzymatischen Aktivitiit der Amidasen ohne Inhibitorzusatz

292

PAUL SCHWENK

und

ALFRED BARTH

~

-.j

§

~

~ .~

.~

~

Jdf E::

~ <:>

~ ~

JIll

.~

~

JdC

w

~ '0

Q

~ ~

~

<::\

.~

~ -.,. ,...,

i:5

.~

~ ~

~

~/J: UJ!XO

~

ilJ!XO

%

;;dO

~

~ Jd[ .i:!

lv ~ §

~

0

.......

.ci ,0

JdL

w

~ ~

~

,/J ' UJ/XO

,/J'

.....;

l1I!XO

l1I/xO

§ .:s::

JdD

JdO

~

JdL

JdC

~

/II

IV

~

.~

UJ/KO

r:i

<:::

"

.ci

~

,0

,IJ' l1I/XO

.....;

UJjXO

~

.....; ~

~ ~

-<

~

JdC ~

~

IV ~

~ ::t:

Jdf IV

-<

293

fiber Aminosaure-(phenylazo )-phenyl-Derivate

,/) , IUjXO U/.IY!)

.,

"\:l

)ell),

~ .~

JdC

-!Ii <:i

.IJ'

tU.'X() f1I

tU.' X!) JdO

C\i ,...., ..ci ,J:J.

)dL

./)'

-<

U/.'XIJ

...

.~

~

If

/lilY!)

§t

~

~

~

JelD

~

!'>-

~

%Vll!?l.IA.'JJfIf

JelC

~

.~

'"

i:';

~

'
ITTTTTTTmTmTmT""TTT1.".".,,-t ,/J

/I

rrnTIn~~~~~~~~~ ~ao ~~~~~~~~

~/YO

,I;)'

/U.IKO

R

IU!K()

~

~

.S1 rrrrrrrrmnrnmmrrrrmmrn,O# l1I./Ao·

~

Jd[,

~

.~

I'Y

~

~

......

§;!

.~

~ mnnrrrrmnrrmmnrrmmnrrmTInrrmTInrrrrM

:~ fW~~~UUWW~~WW~llUWWWW~

~ ~------------------------~ 20

Flora, Aht. A, Bd. 158.

~

~

%/{I Ip/.IA/I-YY

,....; ,...., ..ci ,J:J.

-<

294

PAUL SCHWENK und ALFRED BARTH

(gleich 100 % gesetzt) verglichen. Zum Einsatz gelangten konstante Substratkonzentrationen von 10-3 M und konstante Inhibitorkonzentrationen von 4,0· 10-3 M (Abb.9-12). Es zeigt sich, daB bei den Gramineae Zea mays, Triticum aestivum, Hordeum vulgare und Lolium perenne aIle untersuchten Herbizide eine Hemmwirkung austiben. Interessant ist dabei der graduelle Inhibitionsunterschied. Generell kann namlich festgestellt werden, daB die chlorsubstituierten Derivate wie CIPC und CI-Oxim eine starkere Hemmung bewirken als die entsprechenden unsuhstituierten Verbindungen IPC und Oxim (Abb. 9). Ein zu den Obengenannten vollig analoges Bild zeigenauch die Leguminosen Vicia sativa und Vicia faba, wahrend die einer anderen Gattung der Htilsenfrtichtler angehorende Art Medicago varia ein proteolytisches Enzymsystem aufweist, das in seiner Aktivitat gegentiber L-Alanin-4(phenylazo)-phenylamid durch aIle verwendeten Carbamate nicht beeintrachtigt wird (Abb. 10). Eine ahnliche Eigenschaft zeigen die Proteasen der Chenopodiaceae Beta vulgaris und Chenopodium album gegentiber den Carbamaten IPC und CIPC. Die Oxime bewirken hier jedoch bei Chenopodium album eine geringftigige Inhibierung im Gegensatz zu Beta vulgaris. Die Caryophyllaceae Melandrium album und Stellaria media sowie auch die Art Brassica napus (Abb. 11 und 12) weisen eine deutliche Beeinflussung der enzymatischen Hydrolyse des L-Alanin-4-(phenylazo)phenylamids durch IPC, CIPC, Oxim und CI-Oxim auf, wobei ahnlich wie bei den Gramineae eine starkere Hemmung durch CIPC und CI-Oxim hervorgerufen wird als durch die Wirkstoffe IPC und Oxim. Die Compositae Sonchus oleraceus und Senecio vulgaris wiederum besitzen praktisch carbamatunempfindliche Aminasesysteme (Abb. 12). Diskussion der Ergebnisse

Wie bereits in frtiheren Arbeiten ausftihrlich besprochen (5, 6) und auch eingangs angedeutet, reagieren die Aminosaure-4-(phenylazo )-phenylamide mit den Amidaseproteinen (Mais) unter Ausbildung von Enzym-Substrat-Komplexen. 1m

,

-

E ~~

:

0'-1

E "lI/;J. . . . . . . c/ L,':/_/PAP R/I

H

I

H

~~

E Schema 1. Mogliche Bindung der Aminosaure-4-(phenylazo)-phenylamide am aktiven Zentrum des proteolytischen Enzymsystems (Dreipunktaufhiingung) E = Enzymprotein.

Uber Aminosaure-(phenylazo )-phenyl-Derivate

295

Primarschritt erfolgt dabei die Bindung hOchstwahrscheinlich tiber Wasserstoffbrticken. Solche konnen, wie das Schema 1 zeigt, prinzipiell von der Carbonamidgruppe ausgehen, wobei sich aber noch zusatzlich die a-Aminogruppe an der Bindung mit dem Protein in analoger Weise oder auch kovalent, neb en moglichen hydrophoben Wechselwirkungen des organischen Restes R (8), beteiligen kann. So mit resultiert mindestens eine "Dreipunktaufhangung", welche die unterschiedliche Reaktionsweise z. B. der Aminosaure-4-(phenylazo)-phenylamid-Antipoden bei der Wechselwirkung mit Proteasen durchaus erklaren kann (5, 6, 9). Wenn auch die lnhibitorkonstanten der untersuchten Carbamate durchschnittlich urn eine Zehnerpotenz groBer sind als die Michaeliskonstanten der spaltbaren Aminosaure-4-(phenylazo)-phenylamide (Tabelle 1), die Affinitat ersterer zum Proteasesystem somit signifikant geringer ist als die der (Phenylazo)-phenylamide der Aminosauren, so deutet die mit zunehmender lnhibitorkonzentration sich verstarkende Hemmung des proteolytischen Zerfalls der Aminosaure-4-(phenylazo)-phenylamide (Abb. 1-5) darauf hin, daB die Substrate L-Alanin-, L-Phenylalanin- und L-Lysin-4-(phenylazo)phenylamid von den Carbamaten und Harnstoffen aus ihrer Bindung am aktiven Zentrum des Enzymsystems vollstandig oder teilweise verdrangt werden konnen. Aus diesem Grunde wird vermutet, daB im Einklang mit dem Postulat von VAN OVERBEEK (10) auch die Herbizidwirkstoffe wie lPC, ClPC, Oxim und CI-Oxim mittels ihrer Carbonamidgruppierung tiber Wasserstoffbrticken an die Proteine der Amidasen gebunden werden, wobei sich Enzym-lnhibitor-Komplexe ausbilden konnen. Entsprechend den Annahmen von BASKAKOV und Mitarb. (11) ist nach dem Schema 2 auch bei den Carbamaten, wie z. B. dem Barban (O-(4-Chlorbutin-1-yl-3)3-chlorphenyl-carbamat) eine Verkntipfung tiber drei Zentren mit Stellen erhOhter (_) bzw. verminderter Elektronendichte (+) in dem biogenen Zellmaterial moglich.

~ -N-C-O-CH1C-=CCHz O /- I I I

Cf

H

0

Cl

~ Schema 2. "Dreipunktaufhangung" nach BASKAKOV und Mitarb.

Diese Ergebnisse stehen vollig im Einklang mit unseren Ansichten tiber die Bindungsverhaltnisse zwischen Enzymproteinen und Aminosaure-4-(phenylazo )-phenylamiden sowie Carbamaten und Harnstoffen einerseits und unterstreichen andererseits erneut die Existenz von Wasserstoffbrtickenbindungen, ahnlich wie sie von VAN OVERBEEK in Erwagung gezogen wurden. Ferner sttitzt die Tatsache, daB bei vielen Pflanzenarten die Hemmwirkung der halogensubstituierten Derivate wie CIPC und CI-Oxim intensiver ist als die der Derivate lPC und Oxim, wonach die Bindung ersterer im Enzym-lnhibitor-Komplex starker ist als die letzterer Produkte, die H-Brticken-Bindungstheorie (12). Durch einen starkeren Elektronenzug des Aryl20·

296

PAUL SCHWENK und ALFRED BARTH

restes in den chlorsubstituierten Verbindungen sind die Carbonamidgruppen starker polarisiert und somit zur Ausbildung von stabileren Wasserstoffbrticken befahigt. Es ware jedoch einseitig; wollte man die Stabilitat der Wasserstoffbrtickenbindungen nur von der Seite der Substrate bzw. Inhibitoren aus sehen. Die Beispiele der Arten Medicago varia (Abb. 10), Beta vulgaris (Abb. 11), Sonchus oleraceus und Senecio vulgaris (Abb. 12) zeigen vielmehr, daB die Bestandigkeit der zu Enzym-InhibitorKomplexen ftihrenden Bindungen offensichtlich auch von der raumlichen oder elektronischen Konfiguration des nativen Proteins (im Bereich der Bindungsstellen) abhangig sein muB. Zusammenfassung Die proteolytische Enzymaktivitiit von Pflanzenhomogenaten wird durch Carbamate wie 0-Isopropyl-3-chlorphenyl-carbamat, 0-Isopropyl-phenyl-carbamat, O-(N -3-Chlorphenyl-carbamoyl)-propanonoxim und O-(N-Phenyl-carbamoyl)-propanonoxim sowie durch Harnstoffe wie N,N-Dimethyl-N'-(4-chlorphenyl)-harnstoff gehemmt. Es wird angenommen, daB die Wirkstoffe in der Lage sind, mit dem Enzymprotein iiber Wasserstoffbrlickenbindungen relativ stabile Enzym-Inhibitor-Komplexe auszubilden, wodurch bei geniigender Hemmstoffkonzentration die Substrate L-Alanin-, L-Lysin- und L-Phenylalanin-4-(phenylazo)-phenylamid aus ihrer analogen Bindung mit dem Proteaseprotein verdrangt werden. Die Knlipfung stabiler Wasserstoffbriicken setzt wahrscheinlich einerseits eine Polarisierung der Carbonamidgruppe der Substrate oder der Inhibitoren, andererseits eine gunstige sterische oder elektronische Konfiguration des aktiven Zentrums im nativen Protein voraus.

Summary The proteolytic activity of vegetable homogenates is inhibited by carbamates, e.g. O-Isopropyle-3-chlorophenyl-carbamate, O-Isopropyle-phenyl-carbamate, 0-(N-3-Chlorophenyl-propanonoxime and O-(N-phenyl-carbamoyl)-propanonoxime, as well as by ureas, e.g. N.N-Dimethyl-N'-(4-chlorophenyl)-urea. Its is assumed that the agents are able to form the relatively stable enzyme-inhibitor-complexes with the enzyme proteine by hydrogen bonds. The substrates L-Alanine-, L-Lysine- and L-Phenylalanine-4-(phenylazo)-phenylamide are displaced from their analogous bonds to the enzyme proteine by the inhibitors with the sufficient concentration. On the one hand the formation of the stable hydrogen bonds pretumes a polarization of the carbonamide group of substrates and inhibitors and on the other hand a cenvenient steric and electronic configuration in the active place of the native proteine. Flir die ttberlassung der Herbizidwirkstoffe danken wir der biologischen Abteilung des VEB Fahlberg-List, Chemische und pharmazeutische Fabriken, Magdeburg, insbesondere Herrn Dr. GRUNZEL.

Literator 1. BARTH, A., HOFFMANN, K.-H., und PILCH, I., 1966. Acta bioI. med. german. 16, 575-585. 2. - - - 1967. BioI. Zentralbl., im Druck. 3. - und SCHWENK, P., 1967. BioI. Zentralbl., im Druck.

fiber Aminosaure-(phenylazo )-phenyl-Derivate

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

297

-

und HOFFMANN, K.-H., 1967. Flora, im Druck. - 1967. Flora, im Druck. SCHWENK, P., und BARTH, A., 1967. Z. Chem., 7, 59-60. EADIE, G. S., 1942. J. bioI. Chem. 146, 85; 1952. Science 116, 688. WACHSMUTH, E. D., FRITZE, I., und PFLEIDERER, G., 1966. Biochemistry 9, 169, 175. SCHWENK, P., und BARTH, A., 1967. Z. Chem., im Druck. VAN OVERBEEK, J., 1964. In: AUDUS, The Physiology and Biochemistry of Herbicides. Acad. Press, 394-399. 11. BASKAKOV, Ju. A., SERGEJEVA, T. A., MELNIKOVA, I. A., 1966. Fisiologija rasteniij 13, 712-715 (Moskva). 12. VAN OVERBEEK, 1962. Weeds 10,170; GOOD, N. E., 1961. Plant Physioi. 36, 788; BARTH A., und SCHWENK, P., 1966. Acta chim. Acad. Sci. hung. (4) 49,405-416. Anschrift der Verfasser: Dr. PAUL SCHWENK und Doz. Dr. habii. A. BARTH, Hochschule flir Landwirlschaft Bernburg, 4351 Bernburg.