Metabolism of different PCB congeners in plant cell cultures

Obwohl die Produktion von polychlorierten Biphenylen (PCB) in den meisten westlichen Industrieländern eingestellt wurde, gehören PCB aufgrund ihrer Persistenz noch immer zu den weit verbreiteten Chemikalien in der Umwelt und stellen ein potentielles Risiko für die Gesundheit des Menschen dar. Im Vergleich zu Untersuchungen an tierischen Systemen ist der Stoffwechsel von PCB in Pflanzen vergleichsweise wenig untersucht. In der vorliegenden Stufe wurde der Stoffwechsel 10 verschiedener PCB-Kongere in 12 verschiedenen Pflanzenzellkulturen untersucht. Es zeigte sich, daß der Stoffwechsel in starkem Maße abhängig war von der untersuchten Pflanzenart bzw. Pflanzenfamilie. Beispielsweise zeigten zwei Leguminosenarten, Sojabohne und Weißklee, Stoffwechselaktivität mit einer großen Anzahl PCB-Kongenere. Andere Pflanzenarten wie Tomate oder Möhre setzten nur jeweils ein PCB-Kongener in geringem Maße um, während in fünf untersuchten Arten von Gänsefußgewächsen fast keine Stoffwechselaktivität mit PCB nachweisbar war. Ferner ließ sich auch eine starke Abhängigkeit des Stoffwechsels von der chemischen Struktur der Kongenere nachweisen. So wurden Kongenere mit geringerem Chlorgehalt und höherer Wasserlöslichkeit besser umgesetzt. Außerdem scheint ein einzelnes Chloratom am C-2 des Biphenylrings einen enzymatischen Angriff im Pflanzenstoffwechsel zu begünstigen. Zur Charakterisierung der Stoffwechselprodukte wurde (14)C-markiertes 2-Chlorbiphenyl (PCB 1) in Sojabohnenzellkulturen untersucht. Als Stoffwechselprodukte konnten sechs verschiedene monohydroxylierte und ein dihydroxyliertes PCB 1 nachgewiesen werden, die in der Pflanzenzelle konjugiert vorlagen. In entsprechenden Untersuchungen mit (14)C-markiertem 2,2', 5,5'-Tetrchlorbiphenyl (PCB 52) in Weizenzellkulturen wurden vier monohydroxylierte und drei dihydroxylierte Metabolite nachgewiesen, die in der Pflanzenzelle ebenfalls als Konjugate vorlagen.