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Sicherheitsbewertung und Verwendung von Glyphosat-haltigen Herbiziden in Europa

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Der Wirkmechanismus von Glyphosat

Chemisch betrachtet ist der Wirkstoff Glyphosat (N-Phosphonomethyl-Glycin) ein Derivat der Aminosäure Glycin, die in den meisten Proteinen vorkommt. Im Glyphosatmolekül ist jedoch eines der Wasserstoffatome des Glycins durch eine Phosphonomethylgruppe ersetzt.

Verglichen mit anderen Herbizid-Wirkstoffen ist Glyphosat ein kleines Molekül mit einem Molekulargewicht von 169 g. Glyphosat ist ähnlich aufgebaut wie die Aminosäure Glycin, jedoch ist eines der Aminowasserstoffatome durch eine Phosphonomethylgruppe ersetzt. (Phosphoratome orange, Wasserstoffatome weiß, Sauerstoffatome rot, Stickstoffatome blau) (© Monsanto).

Glyphosat blockiert einen zentralen Stoffwechselweg in den Pflanzenzellen. Es handelt sich um den sogenannten Shikimisäure-Stoffwechselweg, bei dem einfache Kohlenhydratvorläufer aus der Glykolyse und dem Pentose-Phosphat-Stoffwechselweg  unter anderem in aromatische Aminosäuren umwandelt werden.

Ein Schlüsselenzym des Shikimisäure-Stoffwechselweges ist die Enolpyruvylshikimat-3-Phosphat-Synthase (EPSPS). Normalerweise bindet EPSPS das Molekül Phosphoenol-Pyruvat und setzt es zusammen mit Shikimat-3-phosphats zu 5-Enolpyruvylshikimat-3-phosphat (EPSP) um. Das Molekül EPSP ist der Vorläufer von aromatischen Aminosäuren, bestimmten Pflanzenhormonen, Vitaminen und weiteren essentiellen Pflanzenmetaboliten.

Glyphosat hat eine ähnliche Struktur wie Phosphoenol-Pyruvat. Dies führt dazu, dass nach dem Eindringen von Glyphosat in die Pflanzenzellen der Wirkstoff fest an die Substratbindungsstelle des Enzyms EPSPS bindet. Dadurch ist das Enzym in seiner Aktivität blockiert. Da  sich diese Bindungsstellen der EPSPS-Enzyme bei allen höheren Pflanzen sehr ähneln, unterbricht Glyphosat den Shikimisäure-Stoffwechselweg in einer Vielzahl verschiedener Pflanzenarten. Letztendlich „verhungern“ die Pflanzen, wenn sie durch die Hemmung des Shikimisäure Stoffwechselweges keine aromatischen Aminosäuren mehr produzieren können.

(© Pioneer)

In Europa sind zahlreiche unterschiedliche Glyphosat-haltige Produkte registriert. Dazu gehören Granulate und flüssige Produkte, die verschiedene Glyphosatsalze enthalten. Denn im Gegensatz zu den Glyphosatsalzen hat Glyphosat nur eine geringe Wasserlöslichkeit und  kann nicht in verdünnter Form auf Unkräuter gesprüht werden. Daher enthalten viele kommerzielle Glyphosat-haltige Herbizide die Salzformen des Wirkstoffes mit Isopropylamin (IPA), Kalium (K), Ammoniak (NH4) und Dimethyammoniak (DMA).

Die Glyphosat-haltigen Herbizide beinhalten auch verschiedene Zusatzstoffe, die die Wirksamkeit einer Herbizidbehandlung erhöhen. Verschiedene Tenside in unterschiedlichen Konzentrationen bewirken, dass die Blattoberfläche von der Herbizidlösung gleichmäßig benetzt und der Wirkstoff möglichst schnell von den Blättern der Pflanze aufgenommen wird. Auch das Abspülen der Herbizidlösung durch Regen kann durch Tensid-Zusätze verringert werden.

Letzte Aktualisierung: 19. Juni 2013