各类农药靶标位点

杀菌剂的作用机理：

杀菌剂进入病原菌体内到达作用点后，引起菌体内生理生化异常反应，破坏菌体正常代谢，使菌体中毒死亡。

30年代就有人研究传统杀菌剂的作用机制，1943年泽特迈尔（G.H. Zentmyer）首先提出螯环化作用是杀菌剂的一个重要作用机制，8—羟基喹啉（quinolinate）是典型的螯环化制剂；1956年英国的霍斯福尔（J. G. Horsfall ）著《杀菌剂作用原理》（Principles of Fungicidal Action）一书，全面介绍了50年代前杀菌剂作用机制的研究，到50年代末因使用的基本上是保护性杀菌剂，其作用机制主要与菌体呼吸氧化有关。

进入60年代以后，随着分子生物学的发展和化学分析技术的进步，尤其是内吸杀菌剂大量出现以后，杀菌剂的发展提高到一个新阶段，作用机制的研究也更趋深入和提高。1967年西斯勒（H. D. sisler）等证明放线菌酮（cycloheximide）的作用机制是抑制蛋白质合成；1969年证明多抗霉素D（多氧霉素，polyoxin）作用机制是抑制几丁质合成酶的活性；1971年西斯勒等首先指出多菌灵（carbendazim）的作用机制是影响菌体DNA合成。1975年后射拉德（J. L. Sherald）等证明嗪胺灵（triforine）等作用机制是抑制麦角甾醇合成。

80年代，已知咪唑类、***类、吡啶类、吗啉类和哌嗪类等十数个品种均为麦角甾合成抑制剂，此外，干扰真菌寄生或加强寄主植物防御作用化合物的研究有新的发展。如抗穿透性杀菌剂三环唑是稻瘟菌黑色素合成抑制剂，黑色素是稻瘟菌穿透表皮侵入稻株不可缺少的物质。近来杀菌剂作用机制研究对象主要是内吸性杀菌剂，其作用机制多为抑制菌体内生物合成。

杀菌剂对病菌的作用机制，从生物化学角度讲，可以归纳为两大类型，即：杀菌剂影响了病原菌的生物氧化—能量生成及生物合成—生长。

（一）杀菌作用和抑菌作用

1、中毒病菌的症状：

病原菌中毒的症状主要表现为：菌丝生长受阻、畸型、扭曲等；孢子不能萌发；各种子实体、附着孢不能形成；细胞膨胀、原生质瓦解、细胞壁破坏；病菌长期处于静止状态。

2、杀菌和抑菌的区别：

从中毒症状看，杀菌主要表现为孢子不能萌发，而抑菌表现为菌丝生长受阻(不是死亡)，药剂解除后即可恢复生长。

从作用机制看，杀菌主要是影响了生物氧化——能的生成(孢子萌发需要较多的能量)，而抑菌主要是影响了生物合成(菌丝生长耗能较少)。

但杀菌和抑菌作用往往不能截然分开。一个杀菌剂是表现为杀菌作用还是抑菌作用，还和下列因素有关：

（1）药剂本身的性质：一般来说，重金属盐类、有机硫类杀菌剂多表现为杀菌作用，而许多内吸杀菌剂，特别是农用抗菌素则常表现为抑菌作用。

（2）药剂浓度：一般来说，杀菌剂在低浓度时表现为抑菌作用，而高浓度时则表现为杀菌作用。如5mg/L的苯来特可抑制白粉菌菌丝生长，而500mg/L则影响孢子的萌发。

（3）药剂作用时间：作用时间短，常表现为抑菌作用，延长作用时间，则表现为杀菌作用。

（二）杀菌剂的主要作用部位及其机制：

由于生物化学和分子生物学的飞速发展，目前对主要的杀菌剂的作用机理都有了不同程度的了解，但并没有一种杀菌剂的作用机制是真正搞清楚了。此外，病原菌的被抑制或死亡往往并非对单一位点的作用，而是对多个位点综合作用的结果。

杀菌剂的作用机制，从生物化学的角度讲，可归结为两大类型：杀菌剂影响了病原菌的生物氧化；影响了病原菌的生物合成。

1、杀菌剂影响生物氧化：

病原菌的生命过程需要能量，尤其是孢子萌发，更需要较多的能量，这些能量来自碳水化合物、脂肪和蛋白质的氧化，最终生成的ATP。

其中碳水化合物的氧化尤为重要。糖的氧化主要有?跬?罚海?）糖酵解通路：

这是不需氧的呼吸过程，是葡糖或葡糖—l—磷酸转变成丙酮酸的过程，而在缺氧情况下，糖酵解则包括丙酮酸进一步还原成乳酸(在哺乳动物中)或经乙醛还原成乙醇(如在酵母菌中)。糖酵解是在细胞质中进行的。

（2）有氧氧化：其前面一大段和糖酵解相同，只是到磷酸甘油醛时，才在辅酶I的作用下脱氢(氢最后和氧结合生成水)，经二磷酸甘油酸形成丙酮酸乃至乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环转入电子传递链及末端氧化。其中三羧酸循环是在线粒体的基质中进行的，而电子传递则在线粒体“脊”(即内膜)上进行的。

（3）磷酸戊糖支路：

即从6—磷酸葡糖经6—磷酸葡糖酸到戊糖的旁路，因此又称磷酸戊糖支路。磷酸戊糖支路也是在细胞质中进行的。

脂肪酸氧化时先在细胞质中活化，生成酯酰辅酶A：

R—COOH ﹢COASH R—CO—S—COA ﹢H2O

ATP ADP

活化了的脂肪酸进入线粒体进行β氧化：

R-CH2-CH2-CH2-CO-S-COA 脱氢酶R-CH2-CH2=CH2- CO-S-COA

FAD FADH2

H2O R-CH2-CH（OH）-CH2-CO-S- COA 脱氢酶

FAD FADH2

R-CH2-CO-CH2-CO-S-COA COASH（硫解）R-CH2-CO-S-COA ﹢CH3-CO-S-COA

生成的乙酰辅酶A进入三羧酸循环。

三羧酸循环（即Krebs cycle）是所有有机物质初步代谢产物的共同氧化途径，最终产生CO2和水，具体过程如图所示。

前已述及，呼吸链电子传递是在线粒体的“脊”上进行的。

目前，可将线粒体的这一亚单位划分成4种复合体。

呼吸氧化作用产生的能量不是直接被利用的，而是暂时被贮存在高能化合物如三磷酸腺苷(ATP)中，然后再由高能化合物释放出来(如当ATP ADP时)。呼吸氧化产生的能量进入高能化合物一般涉及两个过程：一个是氧化过程(如上所述)，另一个是磷酸化过程，即能量作为磷的高能键贮存起来。这两个耦合的过程即为氧化磷酸化。

2、酞酰亚胺类（三氯甲硫基类）杀菌剂作用机制：

酞酰亚胺类是50年代初发展起来的一类有机硫杀菌剂。1951年Kittleson报道了克菌丹，它是一种比较安全的杀菌剂，同时药效高，不但对真菌且对细菌也有毒杀作用。因此三氯甲硫基类化合物很快作为铜、汞类杀菌剂的代用品。

三氯甲硫基类杀菌剂主要有两个品种：克菌丹(captan)、灭菌丹(folpet)。

N—三氯甲硫基—4—环己烯N—三氯甲硫基邻苯二甲酰亚胺

—l，2—二甲酰亚胺

克菌丹和灭菌丹都是杀菌谱广的保护性杀菌剂，对植物安全。如克菌丹是广谱性杀菌剂，对豆类、蔬菜的根腐病、立枯病、马铃薯、晚疫病、葡萄霜霉病、小麦赤霉病都有很好的防效。

酞酰亚胺类杀菌剂主要作用机制是：

（1）影响丙酮酸的脱羧作用，使之不能进入三羧循环。棉铃红腐病菌（Fusarium roseum）用克菌丹处理后，发现其细胞内丙酮酸大量积累，而很少有乙酰辅酶A生成。实质是克菌丹改变了丙酮酸脱氢酶系中一种辅酶硫胺素(TPP)。硫胺素在丙酮酸脱羧过程中的作用是转移乙酰基。TPP的关键结构是噻唑环中氮和硫原子之间的碳原子上的氢很容易离解，使该碳原子形成反应性很强的负碳离子，因而可亲核攻击丙酮酸的羰基原子(δ+)形成加成物。TPP的噻唑环上的氮带正电，可作为电子受体使脱羧容易进行，脱羧后产生羟乙基TPP：

TPP是一些脱羧酶的辅基，如丙酮酸脱羧酶、琥珀酰脱氢酶系，其作用是在脱羧过程中转移乙酰基，而TPP接受乙酰基时只能以氧化型(TPP+)进行，在有克菌丹存在的情况下，TPP+的结构就会受破坏，失去转乙酰基的作用，乙酰辅酶A就不能形成，丙酮酸大量积累，因此以后的氧化反应都受到抑制。克菌丹与TPP的反应如下：

由于N失去正四价离子，失去结合CH3CO—能力，此外，克菌丹还作用于含—SH的酶或辅酶，生成的硫光气，也会抑制酶或辅酶的活性。

硫光气易于和蛋白质中的—SH、—OH、—NH2等基因反应，如与蛋白质中的半胱氨酸反应：

（2）抑制α—酮戊二酸脱氢酶系的活性，阻断三羧酸循环。三羧循环中，从α—酮戊二酸到琥珀酰辅酶A需要α—酮戊二酸脱氢酶系催化，而这一酶系的一种辅酶也是硫胺素(TPP)，因此和上述丙酮酸脱氢酶系的情形相同，克菌丹也作用于TPP，从而阻断了三羧酸循环。

因此克菌丹等酞酰亚胺类杀菌剂是多作用点的杀菌剂，具有广泛的杀菌谱。

②铜、汞制剂的影响：

主要作用于细胞膜，破坏菌体细胞膜，膜的通透性发生变化，使一些金属离子，主要是K+向细胞膜外渗透，而菌体内糖酵解过程中最重要的磷酸果糖激酶的活性是由K+来活化的。

丙酮酸激酶也需要K+作为辅助因素。

在药剂作用下，使膜内K+浓度降低，这些酶的活性受到破坏而使糖酵解受阻。

③硫磺（Sulphur）作用：

有资料证明硫对已糖激酶也有抑制作用。

2、硫代氨基甲酸酯类杀菌剂的作用机制：