Sulfonylurea herbicides are widely used in agriculture because they have a long residual period and high selectivity. An analytical method was developed using QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe) technique for simultaneous determination of sulfonylurea herbicide residues in agricultural products by liquid chromatography tandem mass spectrometry and for establishment MRL (Maximum Residue Limit) of those herbicides in Korea. Extraction was performed using acetonitrile containing 0.1% formic acid with MgSO4 (anhydrous magnesium sulfate) and NaCl (sodium chloride) and the extract was cleaned up using MgSO4 and C18 (octadecyl). The matrix-matched calibration curves were composed of 7 concentration levels from 0.001 to 0.25 mg/kg and their coefficients of determination (R2) exceeded 0.99. The recoveries of three spiking levels (LOQ, 10LOQ, 50LOQ, n=5) were in the range of 71.7-114.9% with relative standard deviations of less than 20.0% for all the five agriculture products. All validation values met criteria of the European Union SANTE/11312/2021 guidelines and Food and Drug Safety Evaluation guidelines. Therefore, the proposed analytical method was accurate, effective, and sensitive for sulfonylurea herbicide residues determination in agricultural commodities.
분지 아미노산 생합성 효소인 ALS의 활성(活性)을 억제하는 sulfonylurea계 2약제 및 imidazolinone계 2약제를 대상으로 32초종에 대한 약제별 살초(殺草) 반응성 및 옥수수, 밀, 콩의 ALS 활성(活性) 억제 반응성을 통하여 ALS 활성(活性) 억제작용(抑制作用)과 살초작용(殺草作用)의 관계를 조사하였다. 1. Sulfonylurea계의 2가지 제초제(除草劑)들의 살초(殺草)스펙트럼은 적은 처리량에서도 매우 넓었으며, 내성(耐性)을 보였던 식물은 발아전 토양처리에서 밀, 보리, 개밀, 메귀리 등이었고, 발아 후 경엽처리에서 밀, 보리, 까마중, 왕바랭이, 개밀, 미국개가장, 메귀리 등이었다. 2. Imidazolinone계 2종의 제초제(除草劑)들에 대하여 내성(耐性)을 보였던 식물은 발아 전 처리에서 콩, 자귀풀, 도깨비바늘, 메귀리, 개밀 등이었고, 발아후 처리에서 콩, 자귀풀, 크로바 등으로 두과식물이었다. 3. Sulfonylurea 및 imidazolinone계 제초제(除草劑)들에 대하여 공통적으로 감수성(感受性)인 식물은 옥수수와 수수, sulfonylurea계에 감수성(感受性)을 보이면서 imidazolinone계에 내성(耐性)을 보였던 식물은 콩, 크로바, 자귀풀 등 두과식물이었다. 이와 대조적으로 sulfonylurea계에 내성(耐性)을 보이면서 imidazolinone계에 감수성(感受性)을 보였던 식물은 밀과 보리, 공통적으로 내성(耐性)을 보였던 식물은 개밀등 이었다. 4. Sulfonylurea계 약제에 대하여 온실 실험에 서 얻은 초종별 $GI_{50}$ 값과 각 초종으로부터 추출한 ALS 활성(活性) 억제 $IC_{50}$ 값은 경향이 일치하지 않았다. 5. Imidazolinone계 약제에 대하여 온실 실험에서 얻은 초종별 $GI_{50}$ 값과 각 초종으로부터 추출한 ALS 활성(活性) 억제 $IC_{50}$ 값은 경향이 유사(類似)하였다.
Conformational free energy calculations using an empirical potential function and a hydration shell model(program CONBIO) were carried out on hypoglycemic agent acetohexamide and tolazamide in the unhydrated and hydrated states. The initial geometry of sulfonylureas was obtained from X-ray crystallographieal data and homologous molecular fragments. In both states, the feasible conformations were obtained from the calculations of conformational energy, conformational entropy, and hydration free energy by varying all the torsion angles of the molecules. From the calculation results, it is known that the conformations] entropy is the major contribution to stabflize the low-free-energy conformations of two sulfonylureas in both states. But, in hydrated state, the hydration does not directly affect each conformations. The intramolecular hydrogen bonding of sulfonylurea hydrogen and 7-membered nitrogen appeared to the conformations of tolazamide in both states. It is thought that the hydrogen bonding decrease steric hindrance on the receptor binding direction. The substitution of alicyclic or N-heterocyclic ring than that of carbons chain of urea moiety may be properly interaction between sulfonylureas and the putative pancreatic receptor.
Design and synthesis of novel 4-phenyl-1-arylsulfonylimidazolones 3 and 4-phenyl-3-arylsulfonylimidazolones 4 and evaluation of their cytotoxic activity against eleven human cancer cell lines and two murine leukemia cell lines in vitro were performed. As a result, a series of 4-phenyl-1(N)-arylsulfonylimidazolones (3) has been found to be the potential anticancer agent. Compounds 3b, 3c, and 3d exhibit strong activity as indicated by their $IC_{50}$ values 0.39, 3.19, $0.31{\mu}g/mL$ against A549 and 0.80, 0.48, $0.0007{\mu}g/mL$against SK-Mel-2, respectively. These compounds also possess much more potent activity (10-1000 times) than LY186641 against eleven other cell lines.
Conformational free energy calculations using an empirical potential function (ECEPP/2) and the hydration shell model were carried out on the sulfonylurea herbicides of bensulfuron methyl (Londax) and metsulfuron methyl (Ally). The conformational energy was minimized from starting conformations which included possible combinations of torsion angles in the molecule. The conformational entropy of each conformation was computed using a harmonic approximation. To understand the hydration effect on the conformation of the molecule in aqueous solution, the hydration free energy of each group was calculated and compared each other. It was found that the low-free-energy conformations of two molecules in aqueous solution prefer the overall folded structure, in which an interaction between the carbonyl group of ester in aryl ring and the first amido group of urea bridge plays an important role. From the analysis of total free energy, the hydration and conformational entropy are known to be essential in stabilizing low-free-energy conformations of Londax, whereas the conformational energy is proved to be a major contribution to the total free energy of low-free-energy conformations of Ally.
Monochoria vaginalis is one of the most troublesome resistant weeds in Korean rice culture. Thus, the objectives of this study were to evaluate the response of M. vaginalis resistant to sulfonylurea(SU) herbicides and to determine alternative herbicides for the control of resistant M. vaginalis in direct seeded and transplanted rice culture in Korea. In greenhouse studies, the resistant biotype was 31-, 38-, 3172-, and 7-fold more resistant to ben-sulfuron-methyl, cyclosulfamuron, imazosulfuron, and pyrazosulfuron-ethyl, respectively, than the susceptible biotype, indicating cross-resistance to the SU herbicides used in this study. Non-SU herbicides, butachlor, carfentrazone-ethyl, mefenacet, pretilachlor, pyrazolate, and thiobencarb, several SU herbicide-based mixtures, ethoxysulfuron plus fentrazamide, pyrazosulfuron-ethyl plus pyrazolate plus simetryn, and non-SU herbicide-based mixtures, pyrazolate plus butachlor, pyrazolate plus pretilachlor, simetryn plus molinate, carfentrazone-ethyl plus butachlor, and carfentrazone-ethyl plus thiobencarb can be used to control both the resistant and susceptible biotypes of M. vaginalis when applied before the second leaf stage. In the field experiment, the resistant biotype of M. vaginalis that survived from the paddy fields treated with a SU herbicide-based mixture could effectively be controlled by using mixtures of bentazone plus MCPA, bentazone plus mecoprop-P, and bentazone plus 2,4-D when applied at 2 or 4 main leaves. Our results suggest that the SU-resistant M. vaginalis had not developed multiple resistances to herbicides with different modes of action. In particular, bentazone plus MCPA and bentazone plus mecoprop-P were effective control measures after failure to control resistant M. vaginalis in Korean rice culture.
Acetolactate Synthase(ALS)는 가지를 가진 아미노산 valine, leucine, isoleucine의 생합성 과정에서 공통적으로 작용하는 효소이다. ALS는 서로 구조적 유사성이 없는 최근에 개발된 sulfonylurea, imidazolinone, 그리고 trizolopyrimidine계 제초제들의 공통적인 작용표적이다. 완두로부터 분리한 ALS를 이용하여 새로 합성한 4,6-dimethoxypyrimidine 유도체들의 저해활성을 측정하였다. 가장 우수한 저해활성을 나타내는 유도체는 K11570으로 $IC_{50}$값이 0.2 ${\mu}M$이다. 완두의 ALS에 대한 K11570의 저해활성은 incubation 시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 기질 pyruvate에 대해 혼합형 저해유형을 보여주었다. K11570와 sulfonylurea Ally, 그리고 feedback 저해제 leucine에 대한 dual inhibition 실험결과 이들 저해제의 결합부위가 최소한 부분적으로 겹치는 것으로 생각된다. Arg을 변형시킨 효소는 K11570, sulfonylurea Ally, 그리고 leucine의 저해 민감도의 변화가 관찰되었으나, Trp의 변형은 저해 민감도에 영향이 없었다.
The ATP-sensitive potassium $(K_{ATP})$) channel is a member of inward rectifier potassium channel (Kir) that is inhibited by intracellular ATP and functions in close relation to sulfonylurea receptors (SUR). Although the molecular mechanism and physiological function of $K_{ATP}$ channels are well understood, the expression pattern during development or treatment with the channel modulators such as glybenclamide is little known. In this work, we determined mRNA levels of a $K_{ATP}$ channel (Kir6.2) and a sulfonylurea receptor (SUR2) in rat tissues by RNase protection assay. Levels of Kir6.2 and SUR2 mRNA in the rat brain and skeletal muscle were higher in adult $(90{\sim}120\;days)$ than in neonate $(2{\sim}8\;days),$ whereas those in the heart were not much different between neonate $(2{\sim}8\;days)$ and adult $(90{\sim}120\;days).$ In addition, none of $K_{ATP}$ channel modulators (opener, pinacidil and nicorandil; blocker, glybenclamide) affected the Kir6.2 mRNA levels in the heart, brain and skeletal muscle. The results indicate that the expression of Kir and SUR genes can vary age-dependently, but the expression of Kir is not dependent on the long-term treatment of channel modulators. The effect of the channel modulators on mRNA level of SUR is remained to be studied further.
Le, Dung Tien;Lee, Hyun-Sook;Chung, Young-Je;Yoon, Moon-Young;Choi, Jung-Do
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제28권6호
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pp.947-952
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2007
Mycobacterium tuberculosis is a pathogen responsible for 2-3 million deaths every year worldwide. The emergence of drug-resistant and multidrug-resistant tuberculosis has increased the need to identify new antituberculosis targets. Acetohydroxy acid synthase, (AHAS, EC 2.2.1.6), an enzyme involved in branched-chain amino acid synthesis, has recently been identified as a potential anti-tuberculosis target. To assist in the search for new inhibitors and “receptor-based” design of effective inhibitors of tubercular AHAS (TbAHAS), we constructed four different structural models of TbAHAS and used one of the models as a target for virtual screening of potential inhibitors. The quality of each model was assessed stereochemically by PROCHECK and found to be reliable. Up to 89% of the amino acid residues in the structural models were located in the most favored regions of the Ramachandran plot, which indicates that the conformation of each residue in the models is good. In the models, residues at the herbicide-binding site were highly conserved across 39 AHAS sequences. The binding mode of TbAHAS with a sulfonylurea herbicide was characterized by 32 hydrophobic interactions, the majority of which were contributed by residue Trp516. The model based on the highest resolution X-ray structure of yeast AHAS was used as the target for virtual screening of a chemical database containing 8300 molecules with a heterocyclic ring. We developed a short list of molecules that were predicted to bind with high scores to TbAHAS in a conformation similar to that of sulfonylurea derivatives. Five sulfonylurea herbicides that were calculated to efficiently bind TbAHAS were experimentally verified and found to inhibit enzyme activity at micromolar concentrations. The data suggest that this time-saving and costeffective computational approach can be used to discover new TbAHAS inhibitors. The list of chemicals studied in this work is supplied to facilitate independent experimental verification of the computational approach.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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