Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Strukturabhängige Eigenschaften von Allelochemikalien

27.12.2006
Im Rahmen des FATEALLCHEM-Projekts wurde ein Modellierungsrahmen zur Bewertung der allelopathischen Eigenschaften von Feldfrüchten entwickelt, um Wissenslücken über deren toxische Wirkung aus strukturellen Informationen zu schließen.

Die modernen Systeme in der Pflanzenproduktion sind stark von der Chemikalienzugabe anhängig, um vor Krankheiten, Insekten und Unkraut zu schützen. Durch diese Zunahme an synthetischen Pestiziden wuchsen auch die Bedenken über chemische Rückstände in der Umwelt und, als wichtigster Faktor, über eine entstehende Resistenz gegen Pestizide bei den betroffenen Organismen. Die Weiterentwicklung und Verbesserung von natürlich durch Pflanzen produzierten Schutzchemikalien ist ein alternativer Ansatz, der zunehmend die Aufmerksamkeit auf sich zieht.

Ziel des FATEALLCHEM-Projekts war es, die Möglichkeiten einer Nutzung der allelopathischen Eigenschaften von Weizen in herkömmlichen und biologischen Landwirtschaftssystemen mittels Bewertung der erwünschten und unerwünschten Auswirkungen zu überprüfen. Zu diesem Zweck entwickelten Wissenschaftler am Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri einen Rahmen für die Toxizitätsbewertung von Allelochemikalien auf der Grundlage von Modellen, die deren biologische Aktivität anhand von strukturellen Informationen prognostizierten.

Es wurden quantitative Struktur-Aktivitäten-Beziehungen (QSARs - Quantitative Structure-Activity Relationships) formuliert. Dabei ging man davon aus, dass zwischen der Molekülstruktur von Verbindungen und deren biologischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften ein Zusammenhang besteht. Zunächst wurde ein Datensatz von mehr als einhundert synthetischen Pestiziden, die strukturell den Allelochemikalien ähnlich sind, erstellt. Die Toxizitätswerte sammelte man von verschiedenen Arten wie Wasserflöhen, Forellen und Enten. Mithilfe der Codessa-Software und der vergleichenden molekularen Feldanalyse (CoMFA - Comparative Molecular Field Analysis) berechnete man molekulare Deskriptoren, die deren physikochemisches Verhalten charakterisieren.

Während der Entwicklungsphase des Modellierungsrahmens fanden verschiedene Verfahren Anwendung, um die wichtigsten und meist verborgenen Informationen zu extrahieren. Trotz eines geringeren Leistungsvermögens erwies sich das Verfahren einer gruppenweisen Verarbeitung der Daten (GMDH - Group Method of Data Handling) für die neuronalen Netze auf der Grundlage von chemischen Deskriptoren als allgemeiner und auf heterogene Strukturen anwendbar. Für die CoMFA-Deskriptoren wurde ein anderer Ansatz verwendet. Das PLS-Verfahren (Partial Least Square, partielles kleinstes Fehlerquadrat) deutete auf molekulare Stoffwechselprozesse mit allelopathischer Toxizität hin.

Darüber hinaus erbrachte der Vergleich dieser Verfahren wichtige Informationen für ein besseres Verständnis der Toxizitäts- und Wirkungsmechanismen von Allelochemikalien. Die Forscher möchten mit einem geeigneten Partner zusammenarbeiten, um die QSAR-Modelle weiter zu validieren und somit sicherzustellen, dass sie sich für ausreichend genaue Toxizitätsprognosen bei neuen Verbindungen eignen.

Emilio Benfenati | ctm
Weitere Informationen:
http://www.marionegri.it/ambsal/chem-toxi/

Weitere Berichte zu: Allelochemikalien Deskriptoren Pestizide

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau