第二节-杀虫剂在昆虫体内的代谢课件

1、第二节 杀虫剂在昆虫体内的代谢农药代谢（metabolism of pesticide） 指农药在生物体内由酶催化或其他物质的作用而发生的化学反应。 农药在昆虫等动物体内的代谢主要包括两个过程： 第一个过程涉及氧化、水解、还原等酶促反应，又称为初级代谢过程； 第二个过程是通过轭合等将初级代谢产物转变成水溶性化合物，为合成过程，又称为次级代谢过程。1. 初级代谢： 氧化代谢：氧化代谢是农药在动物体内酶系参与下最重要的代谢途径。其中微粒体多功能氧化酶（microsomal mixed function oxidase, MFO）最重要； 水解代谢：酯酶，包括磷酸酯酶、酰胺酶、羧酸酯酶等；有机磷中的

2、很多品种、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类等杀虫剂的代谢涉及到水解; 还原代谢：硝基还原酶（含硝基的还原成胺类化合物）等；如对硫磷、氟乐灵等; 脱卤化代谢：脱去卤族，如脱氯化氢酶等；主要是含卤族农药，如DDT等。 微粒体氧化酶的组成及功能 存在部位：微粒体内(滑面内质网) 组成：Cyt P450 NADPH-细胞色素 P450还原酶 NADPH+H+ 能直接激活氧分子，其中一个氧原子加入底物分子中，另一氧原子被还原为水。 NADPH-细胞色素P450还原酶： 由黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD) 和黄素单核苷酸（FMN）组成。其功能是在羟化反应中把来自NADPH的电子（H+）传给P450活性中心。 亚铁血

3、红素及氧合铁中间体的结构 FAD结构 FMN结构异咯嗪核醇FMN和FAD递氢机制 （氧化型）（还原型）NAD+（NADP+）的递氢机制（氧化型）（还原型） 1. 三价铁还原，HEM接受从NADPHP450还原酶传递来的一个电子，使铁转变为二价亚铁离子； 2. HEM结合氧气分子， 形成亚铁 P450-二氧复合物(P-Fe2+-O2)； 3.形成 Fe+3-氢过氧化复合物 经过电子还原和质子化形成 （P-Fe3+O-OH)； 4.高活性氧合铁中间体形成 （FeO）3+与氢原子（来自RH）分离，形成一对短暂的自由基:PFe()O+ ； 5.氧化底物 氧合铁中间体PFe(V)O+中的铁为高价五价,

4、具有较高的氧化能力, 而细胞色素 P450 底物上的碳氢键正好接近高价铁原子,氧原子从氧合铁中间体迁移到底物上,形成氧化产物,氧化型药物从复合物中释放,P450酶再生。 CytP450催化的典型反应催化烃的羟化杂原子氧化杂原子脱烷化环氧化2. 次级代谢： 动物体内的初级代谢产物往往仍没有足够的水溶性，还需要通过次级代谢，生成完全溶于水的轭合物，通过排泄系统排出体外。轭合作用就是药物分子或初级物代谢产物中的极性基团如羟基、氨基（仲胺或伯胺）、羧基等在酶的催化下与内源性极性小分子，如葡萄糖醛酸、硫酸、氨基酸、谷胱甘肽等结合，形成水溶性的代谢物。轭合作用是一种生物合成过程。 在昆虫体内的轭合主要有，

5、葡萄糖醛酸轭合、葡萄糖轭合、谷光甘肽轭合及氨基酸轭合等。（1）葡萄糖醛酸结合反应最多见的结合反应* 葡萄糖醛酸基的直接供体尿苷二磷酸葡萄糖醛酸 (UDPGA) 2NAD+2NADH+ 2H+UDPG脱氢酶* 催化酶葡萄糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT) + UDPGA苯酚 + UDP苯-葡糖醛酸苷(2). 硫酸结合反应硫酸供体：3磷酸腺苷5磷酸硫酸( PAPS) 催化酶： 硫酸转移酶 (sulfate transferase ) (3). 酰基化反应异烟肼 乙酰辅酶A 乙酰异烟肼 辅酶A水溶性降低，一般是体内外来物的去活化反应 谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物，半胱氨酸上的巯基为其活性基团，易络合，具有重要的抗氧化作用和整合解毒作用。 (4). 谷胱甘肽结合反应(4). 谷胱甘肽结合反应环