Herbizide in der Photosyntheseforschung

Die Forschung auf den Gebieten der Photosynthese und der Herbizide verbindet eine lange gemeinsame Geschichte. 1956, schon bald nach der Einführung der substituierten Arylharnstoffe als hochwirksame Herbizide in die landwirtschaftliche Praxis, wurde erkannt, daß Substanzen aus dieser Verbindungsklasse den lichtabhängigen Elektronentransport und die Sauerstoffentwicklung hemmen. Seitdem werden Herbizide auch vieler anderer Stoffklassen als Photosynthesehemmer in der Forschung angewendet. Die Methoden, mit denen hier Kenntnisse über Vorgänge auf molekularer Ebene gesammelt und interpretiert wurden, sind beispielhaft dafür, wie rasch aus der allmählichen Aufklärung des Mechanismus der Photosynthese praktischer Nutzen erwachsen kann. Parallel dazu wuchs auch die Bedeutung von Herbiziden in der Photosyntheseforschung. So konnten mit ihrer Hilfe viele wichtige Details der Biochemie und Biophysik der Photosynthese geklärt werden, insbesondere die Rolle des Plastochinons, das aus seiner Bindenische in einer der Proteinuntereinheiten des Photosystems II verdrängt wird. Auch für die aktuelle Molekularbiologie der Photosynthese erwiesen sich wieder die Herbizide als nützliche Sonden. In neuerer Zeit können mit herbizidtoleranten Mutanten Rückschlüsse auf die Struktur des Photosystems II gezogen werden. In diesem Übersichtsartikel beschreiben wir den einstigen und gegenwärtigen Stand der Wechselwirkung zwischen Photosynthese‐ und Herbizidforschung. Sie hat es ermöglicht, ein dreidimensionales Modell für die Orientierung von Hemmstoffen in ihrer Bindenische in den Proteinuntereinheiten des Photosystems II anzugeben.