第八节昆虫生长发育调节剂的作用机理

EcR/ USP结构
EcR 具有共同的结构特征 ,自 N 端起均 由 A/B 域(转录激活域) 、 C 域 (DNA 结 合域 ) 、 D 域(铰链域 ) 、 E域(配体结合 域）和 F域 5 部分组成 ,各部分都有特殊的 结构和功能。USP 除缺少F域外 ,其他结构 特征与 EcR相同 ,二者均属核受体超家族。
早熟素Ⅰ与Ⅱ的有效性决定于它们的使用时期。
早熟素 II
6,7-二甲氧基-2,2-二甲基-2H-1-苯并吡喃
2 抗保幼激素
EMD：AJH活性。只有较高剂量(食物中浓度100mg/L)的EMD表现 AJH活性。
将烟芽夜蛾幼虫在含有EMD的培养基上连续饲养，幼虫虽 然产生蛹表皮， 但不出现由中央神经系统控制的如穴居和收 缩成蛹体形的预蛹特征，结果形成一个具有幼虫形状和包括 瘤状突起在内的附肢的蛹， 以及一种从小斑到完全覆盖的蛹 表皮的镶嵌体。另外，EMD对离体咽侧体和体内JH滴度不产生 明显的影响。
EMD作用于JH的受体部位。
3 具蜕皮激素活性的杀虫药剂
虫酰肼(tebufenozide)，鳞翅目害虫的防治。
甲氧虫酰肼和RH-0345（halofenozide）等。
虫酰肼类化合物所引起的中毒症状很相似，均类似蜕 皮酮过剩的症状，即强迫性蜕皮。以鳞翅目为例，通常鳞 翅目幼虫取食虫酰肼后4-16小时开始停止取食，随后开始 蜕皮；24小时后，中毒幼虫头壳早熟开裂，但蜕皮过程结 束；同时，中毒幼虫会排出后肠，使血淋巴和蜕皮液流失， 并导致幼虫脱水和死亡；还可引起中毒幼虫表皮细胞退化， 阻碍新的原表皮或内表皮皮层的合成，产生发育不完全的 新表皮，这些新表皮糅化和黑化也不完全。
1. 保幼激素类似物
代表品种：双氧威(fenoxycarb)、灭幼宝(pyriproxyfen)
双氧威是第一个商品化的保幼激素类似物，可用来防治 鞘翅目、鳞翅目的仓储害虫及蚤、蟑螂和蚊幼虫等卫生害 虫。以双氧威处理五龄欧洲玉米螟（Ostrinia nublalis）可使 其永久性幼虫或半虫半蛹态。
还影响神经分泌细胞，干扰蛋白质合成，影响核酸的合成 和代谢等。有人认为灭幼脲引起神经分泌的改变（干扰激素平 衡），而后抑制DNA合成，再抑制或刺激酶的活性（包括与几 丁质合成有关的酶系）产生异常的生理现象（妨碍变态），最终 死亡。
4.1 苯甲酰基脲类
作用机理 （3）影响细胞膜结构，从而影响了细胞膜内外物质运转
4.1 苯甲酰基脲类
致毒症状：
主要表现在蜕皮和变态受阻。粘虫幼虫在龄内均不产生明 显的中毒反应，直到蜕皮才表现症状和出现死亡。死亡试虫多数 仅头、胸部蜕皮，但形成的新表皮太薄，容易破裂，流出体液而 死；少数表现为全身蜕皮，但头壳黏附于口器处，最后饿死。处 理6龄幼虫，该龄期生长期延长，体重下降，死亡亦发生在蜕皮 时。症状主要表现为“幼虫-蛹”中间型或畸形蛹，约有2%的个 体发生超龄蜕皮，超龄幼虫头壳大，体苍白、不食而死。
(4)几丁质多聚体的跨膜转运。
(5)结晶并且通过链间氢键形成微纤丝。
(6)微纤丝与节肢动物的表皮蛋白或真菌细胞 壁的糖类结合形成复合体 。
4.1 苯甲酰基脲类
作步骤是N-乙酰基氨基葡萄糖
（GlcNAc）聚合为几丁质，该过程由位于细胞膜表面 的几丁质合成酶（Chitin synthetase，CS）所催化。
(2)几丁质酶原的活化受到抑制；
(3)激活几丁质酶； （4）影响体内的激素平衡，灭幼脲通过类似保幼激素效应和抑
制前胸腺分泌活动而影响激素平衡；
（5）影响脑神经分泌细胞，尤其是影响脑激素和鞣化激素内激
（6）干扰蛋白质合成；
（7）影响核酸合成及代谢； （8）干扰昆虫的取食行为。
4.1 苯甲酰基脲类作用机理总结
2-(4-苯氧基苯氧基)乙基氨基甲酸乙酯
1. 保幼激素类似物
灭幼宝: 可用于蚊类、家蝇、介壳虫、粉虱、桃蚜等卫生和同 翅目害虫。以一定剂量的灭幼宝处理白粉虱2龄若虫，虽可使 白粉虱的若虫正常发育到蛹，但成虫完全不能羽化。另外，灭 幼宝在植物体内可以传导，以其处理棉花的上层叶片，则下部 叶片上白粉虱的卵不能孵化。
虫酰肼和抑食肼
该类杀虫剂对鳞翅目、 双翅目及鞘翅目害虫具有突出的 选择杀虫活性对益虫等非靶标生物和环境非常安全 ,是实施 IPM的重要优选药剂 ,也是当前环境友好杀虫剂新品种开发 和毒理机制研究的重点领域。已有的杀虫剂对不同类群昆虫 的杀虫活性主要定于其与 EcR （蜕皮甾酮受体）配体结合 袋状内氨基酸残基的结合方式与亲和性大小。
二硫苯胺类化合物能抑制细胞基质的膜转运,而除虫脲的结构 和二硫苯胺类物质的结构相似，而且能抑制细胞的DNA合成. 除虫 脲改变了中肠上皮细胞生物膜的通透性，使细胞内合成的尿苷二
磷酸-乙酰葡萄糖胺分子不能通过膜而到达膜的外表面聚合成 几丁质。
4.1 苯甲酰基脲类作用机理总结
(l)几丁质合成抑制剂对几丁质合成的作用与20E（20-羟基蜕 皮甾酮 ）有关；
苯甲酰基脲类杀虫剂还具有杀卵活性和对成虫不育作用。
杀卵机制： （1）药剂不影响胚胎的发育，但由于卵壳内幼虫口沟不能成功
地刺破口器周围的黄色薄膜，因而死于卵内； （2）由于几丁质合成受到影响，胚胎发育不能正常进行，呼吸
受到影响而死； （3）影响到DNA合成，从而阻碍了胚胎发育，使发育停止到一
定阶段。 成虫不育机理：影响了昆虫的睾丸或卵巢的发育造成的。卵和成
几丁质合成过程
(1)糖如海藻糖或葡萄糖的顺序生物转化，这一过 程在细胞质中完成。
(2)几丁质合酶(CS)单体的合成，而后是它 们的转运、正确插入质膜和活化。一个CS单 体是一个紧密捆绑着的分子簇的一部分。这 样的分布最终确保新生的几丁质多聚体聚结 成一个晶状的纤丝(原纤维)。
(3)CS催化UDP-GlcNAc聚合以及长链几丁质分子的定 向。
EcRE)上。蜕皮激素进入配体结合袋后 , E域（配体结合子）
构象发生变化 ,与共阻遏子(corepressors)分离 ,和共激活子结 合并相互作用 ,启动靶标基因的转录。
快速地与EcR/USP受体复合物结合而启动蜕皮。这些杀虫 剂一旦与 EcR结合就很难再分离 ,而是持续诱导蜕皮反应。 只有当配体与 EcR 分离后才能表达的多巴脱羧酶、 羽化激 素基因等被抑制 ,害虫不能形成结构完整的新表皮而死亡。
保幼激素类似物具有活性高、选择性强、对人畜无毒 或低毒、来源丰富等优点，在IPM中具有重要的地位的 和作用。
2 抗保幼激素
抗保幼激素化合物的作用是抑制保幼激素的形成和释放， 或破坏保幼激素到达靶标部位，或刺激保幼激素降解代谢及 阻止其在靶标部位上起作用。由于保幼激素被抑制或减少， 幼虫未能长大就蜕皮成为小的成虫，减少了为害性。有时， 也可因蜕皮不正常而死亡。
虫不育作用的根本原因可能是干扰DNA合成.
总之，灭幼脲类药剂作用于昆虫后，会导致昆虫体 内几丁质的合成受阻，含量下降，从而导致新表皮不能 正常形成，造成死亡。
4.2 噻嗪酮类
噻嗪酮(buprofezin) ，是第一个防治刺吸式口器害虫如 白粉虱、飞虱和介壳虫的几丁质合成抑制剂。
症状出现在蜕皮和羽化期，使昆虫不能蜕皮而死。
作用于几丁质的形成，造成昆虫表皮形成受阻的药剂就 为几丁质合成抑制剂。
类型：苯甲酰基脲类（BPUs）、噻嗪酮 buprofezin）及 一些植物源物质。
这类药剂中毒的幼虫的症状主要为活动减少，取食也减少， 发育迟缓，蜕皮及变态受阻。
4.1 苯甲酰基脲类
除虫脲（diflubenzuron）、定虫隆（chlorflu-azuron）、 伏虫隆（teflubenzuron）、氟铃脲（he-xaflumuron）和氟虫 脲（flufenoxuron）等。主要用于防治鞘翅目、鳞翅目、双翅 目和膜翅目的一些害虫。
具有杀卵，降低产卵率的作用。虫酰肼还能阻断几种 鳞翅目昆虫的精子发生过程。 拒食活性可致中肠围食膜 破裂，中肠肠壁细胞脱落，纵肌与环肌破坏，干扰了消 化系统的正常功能，中肠细胞中出现许多大型的空泡， 线粒体变形并解体，内质网膨大。
有可能该类化合物还存在其它机理。
4 几丁质合成抑制剂
几丁质是由N-乙酰葡萄糖胺通过α- 1 ,4键连结起来的 线性多糖，是许多生物的结构性组分，如在真菌、线虫、软 体动物的表皮、昆虫的外骨骼和围食膜、甲壳动物的外壳和 一些藻类的细胞壁中均含有几丁质。
2 抗保幼激素
早熟素：以早熟素接触、饲喂或熏蒸处理昆虫，可以引起昆 虫早熟，雌虫变为不育。
机理：早熟素富电子密度的3，4-双键被咽侧体中的细胞色 素P450单加氧化酶环氧化后变成不稳定的高度活化的环氧化 物，此氧化物吸附在亲核底物上，破坏细胞大分子并导致不 可逆转的细胞降解，从而破坏咽侧体，使其不能合成保幼激 素，引起各种生理效应，如提前变态、成虫不育、降低两性 吸引力、胚胎发生损伤、干扰取食节律、引起或结束滞育等。
机 理：蜕皮激素调节蜕皮的过程，首先20E水平升高，使得
昆虫的真皮和表皮分离，在真皮细胞和表皮之间充满了蜕皮液
和解离旧表皮的酶的前体，在较高水平的20E的作用下，真皮
细胞增殖生成新的表皮，然后20E水平下降，激活蜕皮液中酶 的活性，分解旧表皮。噻嗪酮正是抑制了20E水平的下降使
昆虫不能进行正常蜕皮。
目前抗保幼激素类化合物主要为早熟素Ⅰ、早熟素Ⅱ、 乙基-4，2-萜品烯-羧基-氧（ ETB ）、氟化甲羟戊酸 （FMev）、乙基-3-甲基-月桂酸酯（EDM）及 Compactin(ML-236B)等近30多种。
2 抗保幼激素
AJH划分为以下几类： ① JH生物合成的抑制剂(如Compactin，FMev，ETB， PB 等) ② 作用于咽侧体的AJH活性物质(如早熟素)
除虫脲可能抑制几丁质合成酶（chitinsynthase）而阻 断几丁质合成。但除虫脲不能抑制离体细胞的昆虫几丁质 合成酶，说明并不是直接抑制几丁质合成酶。
4.1 苯甲酰基脲类
作用机理 （2）干扰昆虫的内分泌体系
除虫脲抑制β-蜕皮激素降解酶，从而导致β-蜕皮激素的
积累，从而导致几丁质酶、多功能氧化酶和多元酚氧化酶活性增 强，进而影响到几丁质的合成与沉积。
③ JH结合蛋白或受体部位的阻碍剂(如EMD)。
2 抗保幼激素
ETB：
可以使处理的幼虫表皮变黑，这说明保幼激素量的减少了， 但随使用剂量不同， 具有JH增效剂和拮抗剂活性。
作用机制：
ETB具有多种活性，包括JH受体水平的竞争，JH合成早 期步骤的抑制，以及通过负反馈对JH生物合成的阻碍。但
ETB主要的作用方式可能是作为负责咽侧体开启 和 关闭 的反馈系统的抑制物而起作用的。
第八节昆虫生长发育调节剂的 作用机理
1 保幼激素及其类似物（JHA）
保幼激素的作用机制：
抑制变态和抑制胚胎发育。当完全变态的昆虫在幼虫 期，保幼激素使幼虫蜕皮时保持幼虫的形态；而处于末龄 幼虫时，正常情况下体内保幼激素分泌减少以至消失，蜕 皮后变成蛹。如果在末龄幼虫时给以保幼激素则会产生超 龄幼虫，其形态有可能为永久性幼虫或介于幼虫和蛹之间 的畸形虫；如蛹期注入少量保幼激素，即羽化为半蛹半成 虫状态。因而无法正常生活而导致死亡。刚产下的卵或产 卵前的雌成虫接触药剂，则抑制胚胎发育，导致不育。
虫酰肼的 作用机理：
蜕皮甾酮（20E）的分子靶标是由两种蛋白组成----蜕
皮甾酮受体（EcR）和超螺旋蛋白ultraspiracle protien （USP）。当EcR和USP结合为异源二聚体后，20E才能与 之结合形成蜕皮甾酮复合物，形成的复合体结合到靶标 基因启动子的蜕皮应答元件(ecdysone reponse element ,