杀虫剂作用简述PPT课件
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气门→气管→支气管→微气管→血液→靶标
2021
9
注意：
每一种杀虫剂不只有一种穿透方法，但每 一种杀虫剂都有一种主要的穿透方式； 口服： 666>DDT>氯丹 接触： DDT> 666>氯丹 熏蒸：氯丹> 666>DDT
2021
10
每一种杀虫剂的进入方式主要决定于它的 物理性质； 例如：胃毒剂（脂溶性差，不易挥发） 熏蒸剂（表面张力低，易挥发） 触杀剂（表皮穿透）
吸收、穿透
药剂在中肠能否溶解及其溶解速度； 中场是一个主要的吸收场所。
2021
5
2 从昆虫体壁侵入
杀虫剂从昆虫体壁侵入：
表皮
上表皮 原表皮
水泥层 蜡质层 角质精层 多元酚层
主要有蛋白质组成
外表皮 内表皮
主要有糖蛋白组成
2021
6
昆虫体壁是个代表 油/水两相的结构
上表皮代表油相；
原表皮代表水相。 杀虫剂附着于虫体后
E k =R n F T lo g e[ [ K K + + ] ] o i= R n T F( lo g e [ K + ] o_lo g e [ K + ] i)
式中： R----气体常数；
n----阳离子的单位电荷数；
T-----绝对温度；
F-----法拉弟常数；
[K+]o-----膜外浓度； [K+]i-----膜内浓度；
2021
26
2 次级代谢 (Secondary metabolism)
杀虫剂在昆虫体内的初级代谢产物,往往仍没有 足够的水溶性,因此往往经历次级代谢,生成完全 溶于水的共轭物,通过排泄系统排泄出去。
昆虫体内最重要的共轭剂是葡萄糖,此外还有谷 胱甘肽、磷酸、甘氨酸、硫酸盐等,而能和共轭 剂结合的次级代谢产物一般应在分子结构上具 有羟基、羧基和氨基等功能基团。
第四章
杀虫剂
2021
1
第一节 杀虫剂进入昆虫体内的途径
杀虫剂处理昆虫，不管是什么方式或是什么 杀虫剂，必须通过昆虫的吸收。
经口摄入 肠吸收 穿透肠道进入体内，进而扩散 生物转换（贮存、降解、活化） 排泄 到达作用靶标，引起昆虫死亡
2021
2
一、杀虫剂进入昆虫体内的途径
杀虫剂主要从昆虫 的口腔、体壁及气门侵 入体内而起作用。
2021
14
3 杀虫剂在昆虫体内的代谢
代谢大多是解毒过程, 将杀虫剂转变成低毒 或无毒的产物;
然而代谢也可能先将 杀虫剂转变成更毒的 产物,即活化,然后再 解毒代谢。
杀虫剂的解毒代 谢主要包括两大步骤:
第一步涉及氧化、水 解及其它酶促反应,生 成强极性的最终产物, 这是非合成过程;
第二步是生成水溶性 共轭产物,这是合成过 程。
2021
36
Na+的平衡电位ENa
由于Na+在膜外浓度高于膜内，这一浓度级差在 理论上也会使Na+内流(实际上很少通过)，因此 也能算出Na+的平衡电位ENa
ENa = RnT F
2021
29
第二节 杀虫剂作用机制有关的昆虫神经生理
一、昆虫与脊椎动物在神经结构方面有下述不同之处:
昆虫没有单独的副交感神经,而交感神经具有一定的副 交感功能; 昆虫的运动神经末梢和肌纤维组成的突触,其兴奋性神 经递质是谷氨酸盐,而脊椎动物则是乙酰胆碱; 昆虫的胆碱能突触(以乙酰胆碱为神经递质的突触)全 部在中枢神经系统内,外周神经系统没有胆碱能突触。
2021
27
共轭机制
和葡萄糖共轭——先生成一个活化的中间体—尿苷二磷 酸葡萄糖(UDPG),然后葡萄糖从UDPG转移到共轭物上
U D PG
D — 葡 糖 — 1— Pi +U TP
U D P— α— D — 葡 糖 +PPi
焦 磷 酸 化 酶
R O H (共 轭 物 ）
R O — β— 葡 糖 +U D P+H 2O
影响因素
一是决取于杀虫剂自身的性质 如果杀虫剂极性太强则难溶于亲脂的
上表皮；反之，则那一透过亲水的内外表 皮。即既要能溶解在蜡质层，也能通过元 表皮。
二是取决于昆虫体壁的性质。 表皮的硬化、薄厚、蜡质程度等等。
2021
8
3 杀虫剂从气门侵入
影响杀虫剂侵入气门的因素主要是昆虫气门 的开闭,凡是促使昆虫气门开放的因素均有利于杀 虫剂侵入,如升温、增加二氧化碳浓度或降低氧浓 度均可促使气门开放利于杀虫剂侵入虫体。
CH3O
CH2 C OC2H5
O
CH3O S
O
P S CH C COOH
CH3O
CH2 C OC2H5
O
马拉硫磷
CH3O S
O
P S CH C COOH
CH3O
CH2 C COOH
O
酰胺水解酶主要催化酰胺的水解：如乐果
C H 3 O S
O
PSC H 2CN H C H 3
C H 3 O
C H 3 O S PSC H 2C O O H
MFO催化的主要反应类型
羟基化反应
烷基羟基化
[O ] RC H 3 RC H 2 O H
O O C NHCH3
O O C NHCH3
CH3
CH2OH
速灭威代谢
2021
18
芳基羟基化
[O ] RC 6 H 6 RC 6 H 5 O H
O O C NHCH3
O O C NHCH3
OH
西维因代谢
2021
2021
30
中枢神经系统
脊椎动物的神经系统
运动神经 感觉神经
随意肌
交感
感受器
副交感
腺体
平滑肌
在神经组织学和形态学方面还有以下的差别:
在昆虫中没有明显的髓鞘(myelination)存在;昆虫 的神经索被覆一层“神经鞘”,它阻止了许多外源物 进入鞘内,其作用好似哺乳动物的血脑屏障的作用;
昆虫的神经肌肉联结点并不像脊椎动物那样有特化 的“终板”,昆虫轴突分出几个分枝,并刺激单个肌 纤维,而脊椎动物的“终板”是支配一束肌纤维;
一个神经元的端丛→另一神经元的树突
2021
34
1 轴突传导
（1）静息电位的离子基础。
细胞膜两侧的电位差就是膜电位(membrane potential， Em)，静息状态下的膜电位就是静息电位(resting potential)。
Na+ Cl-
Na+ Cl-
Na+ Cl-
Na+ Na+ Cl- Cl-
+++ ++ + + ++ + +
___ _ _ _ _ _ _ _ _
K+ A-
K+ A-
K+ A-
K+ A-
K+ A-
膜外
（组织液内）
神经膜
（轴浆内）
膜内
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35
K+的平衡的电位（Ek）
当浓度极差使K+流出，内部的负电场使K+不能外流。 当K+由于浓度极差形成的向外扩散的力与阻止K+外 流的电场力相等时，K+就不再外流而达到一个动态 平衡。
昆虫的神经系统是依靠气管系统通过扩散作用直接 向神经细胞供氧,而脊椎动物是由血液向神经细胞输 氧。
2021
32
二、 信息的传递机制
2021
33
信息的传递类型
轴突(axon)传导:即一个神经元内的传导
树突→细胞体→轴突→端丛
突触(Synapse)传导:神经元之间或神经元—肌 肉（腺体）之间的传导。
酶与底物接近时如果一方有供电子的倾向另一方有接受电子的倾向二者结合形成一个电子复合体46空间异构部位远离催化部位被占领可改变整个酶的三维结构从而改变酶的反应酪氨酸oh丝氨酸oh组氨酸咪唑基结合部位催化部位空间异构部位阴离子部位天冬氨酸和酪氨酸oh疏水部位电荷转移复合体ache的催化机制chaxeak1k1解离常数k149ache催化机制50四乙酰胆碱受体achr乙酰胆碱受体的功能是在突触部位接受由前膜释放的神经递质乙酰胆碱ach后被激活引起后膜离子通透性的改变造成离子通道主要是na涌入膜内膜去极化产生动作电位使神经兴奋继续传导
19
脱去O-,S-,N-烷基中的烷基
Cl
Cl
O CH3OP OC
O
Cl
CH3OP OC
Cl
CH3O
CHCl
HO
CHCl
Cl
Cl
杀虫威代谢
注意
CH3 O P
M FO催 化 从 此 处 断 开
2021
CH3 O P
酯 酶 催 化 从 此 处 断 开
20
实际上，脱烷基反应仍是先羟基化，生成物 不稳定，又进一步分解而脱出烷基：
1.从口腔进入
昆虫中肠是杀虫剂吸收和 穿透的主要场所。
一是杀虫剂能否在中肠溶解及 溶解的速度,
二是对围食膜和肠壁细胞质膜 的穿透能力。
口腔 前肠 中肠
血液 靶标
ab c
后肠
排泄
2021
3
昆虫消化系统示意图
2021
4
影响毒力的因素
服食
粒子越细越好，如粉剂； 不忌避，不据食； 不引起呕吐，不腹泻
酯键的氧化——
S P
[O]
O P
C H 3 O S
O
PSC H 2CN H C H 3
C H 3 O
C H 3 O O
O
PSC H 2CN H C H 3
C H 3 O
乐果代谢
2021
22
环氧化——
Cl
Cl
CH2 ClCCl
[O] O
Cl
Cl
艾氏剂代谢
Cl
Cl CH2 ClCCl
Cl
Cl
2021
由于脂肪体浸浴在血液中,因此进入血液的杀虫 剂很容易被脂肪体吸收,特别是亲脂性强的杀虫 剂易被脂肪体吸收贮存。
这不但影响了杀虫剂实际到达靶标的有效剂量, 而且形成了在虫体内大量贮存、缓慢释放的现 象,这就在时间上给了昆虫以解毒的机会。
2021
13
2 杀虫剂在昆虫体内的转移
一般认为,杀虫剂随血液转移到各组织中进行再分配,然后 到达作用靶标——神经系统。
23
（2）水解酶系的水解代谢
磷酸酯酶主要催化有机磷酸酯类杀虫剂的 水解代谢
RO O(S) P OX + H2O
RO
RO O(S) P OH + XOH
RO
RO O(S) P OX + H2O
RO
RO O(S) P OX + H2O
HO
2021
24
羧酸酯酶主要催化羧酸酯的水解：
CH3O S
O
P S CH C OC2H5
细胞色素是以血红素为辅基 的蛋白质,在血红素中,4个吡 咯环的氮与Fe原子配位形成 方形平面复合物
底物(XH)+(氧化型)P450Fe3+→(氧化型)P450—Fe3+— XH + e [NADPH供给 →黄素蛋白(FAD)] → (还原 型)P450—Fe2+—XH +O2 →含氧复合物 + e →P450— Fe2+—XOH → XOH
2021
15
1 初级代谢 (Primary metabolism)
(1)MFO酶系的氧化代谢
MFO主要由细胞色素P450、细胞色素B5、 黄素蛋白—NADPH—P450还原酶、黄素蛋 白—NADPH—细胞色素b5还原酶、磷酯等组 成。
2021
16
NADPH+H+ NADP+
MFO的氧化反应机制
C H 3 O
（3）谷胱甘肽—S—转移酶的脱甲基代谢
谷胱甘肽—S—转移酶在有机磷杀虫剂的二甲 基磷酸酯或二甲基硫代磷酸酯的解毒代谢中起重 要作用。这一酶促代谢的特点是必须有谷胱甘肽 的参与,结果是脱去甲基:
CH3OS PO
CH3O
NO2
CH3OS PO
HO
NO2+CH3SG
CH3SG H2O GSH+CH3OH
某些杀虫剂的进入方式，决定于它的特有 性质 例如：除虫菊易被消化液所破坏 DDT对表皮几丁质优特殊亲和力
二 、杀虫剂在昆虫体内的遭遇
杀虫剂在昆虫体内的贮存 杀虫剂在昆虫体内的转移 杀虫剂在昆虫体内的代谢 杀虫剂在昆虫体内的排泄
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1 杀虫剂在昆虫体内的贮存
昆虫脂肪体有类似哺乳动物肝脏的功能,能贮存 和代谢外源物。
O2
O2
氧化 黄素蛋白
P450 Fe2 XH
P450 Fe+2 XH
XOH+H2O
N
P450 Fe+3(和血色素蛋白） XS
N
Fe
还原
P450 Fe+3 XH
HX
N
N
y （和氧结合、或和底物结合）
可溶性辅助因子
NADPH-细胞色素 P450氧 化 -还 原 酶
膜 结 合 的 细 胞 色 素 P450
首先溶解于上表皮的 蜡质层,然后再按杀 虫剂自身的油/水分 配系数而进入原表皮。
离子型,或亲水性很强的 杀虫剂难以溶解于蜡质 层,因而难以穿透上表皮;
脂溶性很强的杀虫剂比 较容易穿透上表皮,但难 以穿透原表皮。
因此,杀虫剂在其分子结 构上具有一个适当的亲 水亲油平衡的化合物,对 昆虫表皮的穿透就比较 迅速。
目前认为昆虫也有可能存在类似脊椎动物的血脑屏障,离 子型的化合物不能通过这个屏障。
70年代以来,Philip Gerolt等对于杀虫剂在昆虫体内的转 移提出了不同看法,他们认为大多数杀虫剂主要通过气管 系统这一途径而进入昆虫体内;杀虫剂在虫体内的转移过 程中,血液是次要的,而主要是通过昆虫表皮的侧向扩散和 在真皮细胞与内表皮之间的主动运输,再经由气管系统而 到达作用靶标。
[ O ] R N H C H 3 [ R N H C H 2 O H ] R N H 2 + H C H O
[ O ] R O C H 3 [ R O C H 2 O H ] R O H + H C H O
注意
CH3 O P M FO催 化 从 此 处 断 开
CH3 O P 酯 酶 催 化 从 此 处 断 开
和硫酸盐共轭—— 先生成活化中间产物3′-磷酸腺苷-5′磷酰硫酸(PAPS)
硫 酸 转 移 酶
R O H + P A P S
R O S O 3 H + P A P ( 3 ' — 磷 酸 腺 苷 — 5 ' — 磷 酸 酯
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四、 杀虫剂的排泄
杀虫剂在昆虫体内经过初级代谢和次级 代谢后形成小分子的,水溶性的化合物,被 马氏管(伸入在血液中)吸收后通过前后肠, 到达直肠,然后随粪便排出体外。
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注意：
每一种杀虫剂不只有一种穿透方法，但每 一种杀虫剂都有一种主要的穿透方式； 口服： 666>DDT>氯丹 接触： DDT> 666>氯丹 熏蒸：氯丹> 666>DDT
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每一种杀虫剂的进入方式主要决定于它的 物理性质； 例如：胃毒剂（脂溶性差，不易挥发） 熏蒸剂（表面张力低，易挥发） 触杀剂（表皮穿透）
吸收、穿透
药剂在中肠能否溶解及其溶解速度； 中场是一个主要的吸收场所。
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2 从昆虫体壁侵入
杀虫剂从昆虫体壁侵入：
表皮
上表皮 原表皮
水泥层 蜡质层 角质精层 多元酚层
主要有蛋白质组成
外表皮 内表皮
主要有糖蛋白组成
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昆虫体壁是个代表 油/水两相的结构
上表皮代表油相；
原表皮代表水相。 杀虫剂附着于虫体后
E k =R n F T lo g e[ [ K K + + ] ] o i= R n T F( lo g e [ K + ] o_lo g e [ K + ] i)
式中： R----气体常数；
n----阳离子的单位电荷数；
T-----绝对温度；
F-----法拉弟常数；
[K+]o-----膜外浓度； [K+]i-----膜内浓度；
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2 次级代谢 (Secondary metabolism)
杀虫剂在昆虫体内的初级代谢产物,往往仍没有 足够的水溶性,因此往往经历次级代谢,生成完全 溶于水的共轭物,通过排泄系统排泄出去。
昆虫体内最重要的共轭剂是葡萄糖,此外还有谷 胱甘肽、磷酸、甘氨酸、硫酸盐等,而能和共轭 剂结合的次级代谢产物一般应在分子结构上具 有羟基、羧基和氨基等功能基团。
第四章
杀虫剂
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1
第一节 杀虫剂进入昆虫体内的途径
杀虫剂处理昆虫，不管是什么方式或是什么 杀虫剂，必须通过昆虫的吸收。
经口摄入 肠吸收 穿透肠道进入体内，进而扩散 生物转换（贮存、降解、活化） 排泄 到达作用靶标，引起昆虫死亡
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一、杀虫剂进入昆虫体内的途径
杀虫剂主要从昆虫 的口腔、体壁及气门侵 入体内而起作用。
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3 杀虫剂在昆虫体内的代谢
代谢大多是解毒过程, 将杀虫剂转变成低毒 或无毒的产物;
然而代谢也可能先将 杀虫剂转变成更毒的 产物,即活化,然后再 解毒代谢。
杀虫剂的解毒代 谢主要包括两大步骤:
第一步涉及氧化、水 解及其它酶促反应,生 成强极性的最终产物, 这是非合成过程;
第二步是生成水溶性 共轭产物,这是合成过 程。
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Na+的平衡电位ENa
由于Na+在膜外浓度高于膜内，这一浓度级差在 理论上也会使Na+内流(实际上很少通过)，因此 也能算出Na+的平衡电位ENa
ENa = RnT F
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第二节 杀虫剂作用机制有关的昆虫神经生理
一、昆虫与脊椎动物在神经结构方面有下述不同之处:
昆虫没有单独的副交感神经,而交感神经具有一定的副 交感功能; 昆虫的运动神经末梢和肌纤维组成的突触,其兴奋性神 经递质是谷氨酸盐,而脊椎动物则是乙酰胆碱; 昆虫的胆碱能突触(以乙酰胆碱为神经递质的突触)全 部在中枢神经系统内,外周神经系统没有胆碱能突触。
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共轭机制
和葡萄糖共轭——先生成一个活化的中间体—尿苷二磷 酸葡萄糖(UDPG),然后葡萄糖从UDPG转移到共轭物上
U D PG
D — 葡 糖 — 1— Pi +U TP
U D P— α— D — 葡 糖 +PPi
焦 磷 酸 化 酶
R O H (共 轭 物 ）
R O — β— 葡 糖 +U D P+H 2O
影响因素
一是决取于杀虫剂自身的性质 如果杀虫剂极性太强则难溶于亲脂的
上表皮；反之，则那一透过亲水的内外表 皮。即既要能溶解在蜡质层，也能通过元 表皮。
二是取决于昆虫体壁的性质。 表皮的硬化、薄厚、蜡质程度等等。
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3 杀虫剂从气门侵入
影响杀虫剂侵入气门的因素主要是昆虫气门 的开闭,凡是促使昆虫气门开放的因素均有利于杀 虫剂侵入,如升温、增加二氧化碳浓度或降低氧浓 度均可促使气门开放利于杀虫剂侵入虫体。
CH3O
CH2 C OC2H5
O
CH3O S
O
P S CH C COOH
CH3O
CH2 C OC2H5
O
马拉硫磷
CH3O S
O
P S CH C COOH
CH3O
CH2 C COOH
O
酰胺水解酶主要催化酰胺的水解：如乐果
C H 3 O S
O
PSC H 2CN H C H 3
C H 3 O
C H 3 O S PSC H 2C O O H
MFO催化的主要反应类型
羟基化反应
烷基羟基化
[O ] RC H 3 RC H 2 O H
O O C NHCH3
O O C NHCH3
CH3
CH2OH
速灭威代谢
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18
芳基羟基化
[O ] RC 6 H 6 RC 6 H 5 O H
O O C NHCH3
O O C NHCH3
OH
西维因代谢
2021
2021
30
中枢神经系统
脊椎动物的神经系统
运动神经 感觉神经
随意肌
交感
感受器
副交感
腺体
平滑肌
在神经组织学和形态学方面还有以下的差别:
在昆虫中没有明显的髓鞘(myelination)存在;昆虫 的神经索被覆一层“神经鞘”,它阻止了许多外源物 进入鞘内,其作用好似哺乳动物的血脑屏障的作用;
昆虫的神经肌肉联结点并不像脊椎动物那样有特化 的“终板”,昆虫轴突分出几个分枝,并刺激单个肌 纤维,而脊椎动物的“终板”是支配一束肌纤维;
一个神经元的端丛→另一神经元的树突
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34
1 轴突传导
（1）静息电位的离子基础。
细胞膜两侧的电位差就是膜电位(membrane potential， Em)，静息状态下的膜电位就是静息电位(resting potential)。
Na+ Cl-
Na+ Cl-
Na+ Cl-
Na+ Na+ Cl- Cl-
+++ ++ + + ++ + +
___ _ _ _ _ _ _ _ _
K+ A-
K+ A-
K+ A-
K+ A-
K+ A-
膜外
（组织液内）
神经膜
（轴浆内）
膜内
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K+的平衡的电位（Ek）
当浓度极差使K+流出，内部的负电场使K+不能外流。 当K+由于浓度极差形成的向外扩散的力与阻止K+外 流的电场力相等时，K+就不再外流而达到一个动态 平衡。
昆虫的神经系统是依靠气管系统通过扩散作用直接 向神经细胞供氧,而脊椎动物是由血液向神经细胞输 氧。
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二、 信息的传递机制
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33
信息的传递类型
轴突(axon)传导:即一个神经元内的传导
树突→细胞体→轴突→端丛
突触(Synapse)传导:神经元之间或神经元—肌 肉（腺体）之间的传导。
酶与底物接近时如果一方有供电子的倾向另一方有接受电子的倾向二者结合形成一个电子复合体46空间异构部位远离催化部位被占领可改变整个酶的三维结构从而改变酶的反应酪氨酸oh丝氨酸oh组氨酸咪唑基结合部位催化部位空间异构部位阴离子部位天冬氨酸和酪氨酸oh疏水部位电荷转移复合体ache的催化机制chaxeak1k1解离常数k149ache催化机制50四乙酰胆碱受体achr乙酰胆碱受体的功能是在突触部位接受由前膜释放的神经递质乙酰胆碱ach后被激活引起后膜离子通透性的改变造成离子通道主要是na涌入膜内膜去极化产生动作电位使神经兴奋继续传导
19
脱去O-,S-,N-烷基中的烷基
Cl
Cl
O CH3OP OC
O
Cl
CH3OP OC
Cl
CH3O
CHCl
HO
CHCl
Cl
Cl
杀虫威代谢
注意
CH3 O P
M FO催 化 从 此 处 断 开
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CH3 O P
酯 酶 催 化 从 此 处 断 开
20
实际上，脱烷基反应仍是先羟基化，生成物 不稳定，又进一步分解而脱出烷基：
1.从口腔进入
昆虫中肠是杀虫剂吸收和 穿透的主要场所。
一是杀虫剂能否在中肠溶解及 溶解的速度,
二是对围食膜和肠壁细胞质膜 的穿透能力。
口腔 前肠 中肠
血液 靶标
ab c
后肠
排泄
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昆虫消化系统示意图
2021
4
影响毒力的因素
服食
粒子越细越好，如粉剂； 不忌避，不据食； 不引起呕吐，不腹泻
酯键的氧化——
S P
[O]
O P
C H 3 O S
O
PSC H 2CN H C H 3
C H 3 O
C H 3 O O
O
PSC H 2CN H C H 3
C H 3 O
乐果代谢
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环氧化——
Cl
Cl
CH2 ClCCl
[O] O
Cl
Cl
艾氏剂代谢
Cl
Cl CH2 ClCCl
Cl
Cl
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由于脂肪体浸浴在血液中,因此进入血液的杀虫 剂很容易被脂肪体吸收,特别是亲脂性强的杀虫 剂易被脂肪体吸收贮存。
这不但影响了杀虫剂实际到达靶标的有效剂量, 而且形成了在虫体内大量贮存、缓慢释放的现 象,这就在时间上给了昆虫以解毒的机会。
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13
2 杀虫剂在昆虫体内的转移
一般认为,杀虫剂随血液转移到各组织中进行再分配,然后 到达作用靶标——神经系统。
23
（2）水解酶系的水解代谢
磷酸酯酶主要催化有机磷酸酯类杀虫剂的 水解代谢
RO O(S) P OX + H2O
RO
RO O(S) P OH + XOH
RO
RO O(S) P OX + H2O
RO
RO O(S) P OX + H2O
HO
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羧酸酯酶主要催化羧酸酯的水解：
CH3O S
O
P S CH C OC2H5
细胞色素是以血红素为辅基 的蛋白质,在血红素中,4个吡 咯环的氮与Fe原子配位形成 方形平面复合物
底物(XH)+(氧化型)P450Fe3+→(氧化型)P450—Fe3+— XH + e [NADPH供给 →黄素蛋白(FAD)] → (还原 型)P450—Fe2+—XH +O2 →含氧复合物 + e →P450— Fe2+—XOH → XOH
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1 初级代谢 (Primary metabolism)
(1)MFO酶系的氧化代谢
MFO主要由细胞色素P450、细胞色素B5、 黄素蛋白—NADPH—P450还原酶、黄素蛋 白—NADPH—细胞色素b5还原酶、磷酯等组 成。
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NADPH+H+ NADP+
MFO的氧化反应机制
C H 3 O
（3）谷胱甘肽—S—转移酶的脱甲基代谢
谷胱甘肽—S—转移酶在有机磷杀虫剂的二甲 基磷酸酯或二甲基硫代磷酸酯的解毒代谢中起重 要作用。这一酶促代谢的特点是必须有谷胱甘肽 的参与,结果是脱去甲基:
CH3OS PO
CH3O
NO2
CH3OS PO
HO
NO2+CH3SG
CH3SG H2O GSH+CH3OH
某些杀虫剂的进入方式，决定于它的特有 性质 例如：除虫菊易被消化液所破坏 DDT对表皮几丁质优特殊亲和力
二 、杀虫剂在昆虫体内的遭遇
杀虫剂在昆虫体内的贮存 杀虫剂在昆虫体内的转移 杀虫剂在昆虫体内的代谢 杀虫剂在昆虫体内的排泄
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1 杀虫剂在昆虫体内的贮存
昆虫脂肪体有类似哺乳动物肝脏的功能,能贮存 和代谢外源物。
O2
O2
氧化 黄素蛋白
P450 Fe2 XH
P450 Fe+2 XH
XOH+H2O
N
P450 Fe+3(和血色素蛋白） XS
N
Fe
还原
P450 Fe+3 XH
HX
N
N
y （和氧结合、或和底物结合）
可溶性辅助因子
NADPH-细胞色素 P450氧 化 -还 原 酶
膜 结 合 的 细 胞 色 素 P450
首先溶解于上表皮的 蜡质层,然后再按杀 虫剂自身的油/水分 配系数而进入原表皮。
离子型,或亲水性很强的 杀虫剂难以溶解于蜡质 层,因而难以穿透上表皮;
脂溶性很强的杀虫剂比 较容易穿透上表皮,但难 以穿透原表皮。
因此,杀虫剂在其分子结 构上具有一个适当的亲 水亲油平衡的化合物,对 昆虫表皮的穿透就比较 迅速。
目前认为昆虫也有可能存在类似脊椎动物的血脑屏障,离 子型的化合物不能通过这个屏障。
70年代以来,Philip Gerolt等对于杀虫剂在昆虫体内的转 移提出了不同看法,他们认为大多数杀虫剂主要通过气管 系统这一途径而进入昆虫体内;杀虫剂在虫体内的转移过 程中,血液是次要的,而主要是通过昆虫表皮的侧向扩散和 在真皮细胞与内表皮之间的主动运输,再经由气管系统而 到达作用靶标。
[ O ] R N H C H 3 [ R N H C H 2 O H ] R N H 2 + H C H O
[ O ] R O C H 3 [ R O C H 2 O H ] R O H + H C H O
注意
CH3 O P M FO催 化 从 此 处 断 开
CH3 O P 酯 酶 催 化 从 此 处 断 开
和硫酸盐共轭—— 先生成活化中间产物3′-磷酸腺苷-5′磷酰硫酸(PAPS)
硫 酸 转 移 酶
R O H + P A P S
R O S O 3 H + P A P ( 3 ' — 磷 酸 腺 苷 — 5 ' — 磷 酸 酯
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四、 杀虫剂的排泄
杀虫剂在昆虫体内经过初级代谢和次级 代谢后形成小分子的,水溶性的化合物,被 马氏管(伸入在血液中)吸收后通过前后肠, 到达直肠,然后随粪便排出体外。