In vitro Acetolactate Synthase Inhibition of LGC-40863 in Rice and Barnyardgrass

시규제초제 LGC-40863의 벼와 피에 대한 Acetolactate synthase 저해 활성

LGC-40863(proposed common name ; pyribenzoxim), (benzophenone O-[2,6-bis[(4,6-dimethoxy-2-pyrimidinyl)oxy]benzoyl]oxime) is a new rice herbicide being developed by LG Chemical Ltd. The herbicide is highly selective between rice(Oryza sativa L.) and weeds including barnyardgrass (Echinochloa crus-galli(L.) P. Beauv.), and assumed to inhibit acetolactate synthase(ALS ; EC 4.1.3.18) because other structurally related herbicides inhibit the enzyme. To know inhibitory activity and the mode of inhibition of LGC-40863, $I_{50}$(concentration inhibiting ALS activity by 50%) and inhibition kinetics were investigated using ALS extracted from rice and barnyardgrass. $I_{50}$ values of LGC-40863 were 14 and 16mM in rice and barnyardgrass, respectively. In contrast to imazapyr(2-[4,5-dihydro-4-mythyl-4-(1-methylethyl)-5-oxo-1H-imidazol-2-yl]-3-pyridine-carboxylic acid) which showed an uncompetitive inhibition pattern, LGC-40863 was a noncompetitive inhibitor to ALS with respect to pyruvate similar to chlorsulfuron(2-chloro-N-((4-methoxy-6-methyl-l,3,5-triazin-2-yl) aminocarbonyl)benz-enesulfonamide) in both plants.

(주)LG화학에서 개발중엔 LGC-40863은 벼에 대해 높은 안전성을 보이며 피 등 여러 잡초를 방제하는 신규제초제이다. LGC-40863은 관련 제초제나 식물에서의 효과 발현 증상으로 부터 acetolactate synthase(ALS)를 저해하는 것으로 추정된다. 본 연구에서는 LGC-40863의 ALS에 대한 영향을 알아보기 위하여 벼와 피로부터 추출한 ALS를 사용하여 $I_{50}$값과 효소반응속도를 조사하였다. LGC-40863의 $I_{50}$값은 14(벼), 16mM(피)였고, 대조약제로 사용한 imazapyr와 chlorsulfuron의 $I_{50}$값은 각각 12-15mM, 0.03-0.04mM였으므로 LGC-40863의 $I_{50}$값은 imazapyr와 유사하고 chlorsulfuron에 비해서는 약 400배 정도 높았다. 그리고 세 가지 약재 모두 벼와 피 간의 감수성 차이는 크지 않았다. 효소반응속도 면에서 살펴보면, LGC-40863은 벼와 피 모두 pyruvate에 대해 noncompetitive inhibition을 나타내었으며, chlorsulfuron과 imazapyr는 벼에서 각각 noncompetitive와 uncompetitive inhibition을 하는 것으로 나타났으므로 LGC-40863은 chlorsulfuron과 저해유형이 비슷하였다.