世界堆访第二十三卷第一期年

昆虫几丁质合成抑制剂及其作用机理

李秀峰庄佩君唐振华中国科学院上海昆虫所

苯甲酞基脉和核昔肤抗生素是作用于几丁质生物合成的两类主要抑制剂。两类化合物中均有一些得以发展并商品化为选择性农药。核昔肤用于防治真菌引起的病害,其作用机理现已明确最初用作除草剂,后发现对多种害虫有高杀虫活性,其作用机理目前还不清楚。苯甲酞基脉类化合物作为昆虫中最主要的几丁质合成抑制剂,在害虫防治中具有重要意义。先后开发了一和除虫脉帅,后者还实现了商品化,商品名为而。此外还开发了和皿一等多种有潜在杀虫活性的。主要是胃毒性杀虫剂,在温血动物的急性毒性、植物毒性、土壤富集和生物迁移等方面效果都很好其缺点是对某些水生节肢动物和益虫有毒杀作用。代表性的核昔肤抗生素有多氧霉素扣范和华光霉素皿叮。前者从可可链霉菌呷勿刀恻“中分离出来不同的多氧霉素只是在由嗜陡,核糖和肤所构成的基本结构上发生一些小的变化。华光霉素由凡哪勿刀那韶‘爪勿中分离出来,华光霉素和是其主要成份。华光霉素的结构与多氧霉素相似,区别是华光霉素在最后一个氨基酸上加了一个嗜陡环。核昔肤抗生素在抑制多类真菌方面是很有效的。多氧霉素在日本曾成功地作为农业杀菌剂多氧霉素在防治导致梨黑点病的招如时有特效多氧霉素和华光霉素在防治由几左交咖引起的水稻鞘斑病和其他水果,林木和蔬菜病害等方面是潜在的杀菌剂。由于化学性质上极性的原因,核昔肤抗生素在害虫防治中实际上是无效的。尽管如此,使用胃毒注射等方法发现核昔肤生素也能抑制昆虫体内几丁质的合成。除和核昔肤外,几丁质合成抑制剂还包括硫醇类阻断剂,苯并咪哇类和其他一些化合物对这些化合物在几丁质合成中的抑制作用及其机理进行了大量研究。现将有关研究成果综述如下以便参考。苯甲酞基腮

苯甲酞基服对几丁质合成的抑制作用苯甲酞基脉一般被认为属昆虫发育抑制剂脚赫,这一是因为其迟效性,一是因为其死亡症状。试虫羽化时通常在处理后一天死亡。试虫不能脱皮,失去血淋巴并黑化,死亡明显由脱水引起。组织学观察揭示出表皮结构过于脆弱,表皮中缺乏正常组分。新表皮要么缺乏内表皮层,要么内表皮层发生了剧烈扭曲。表皮蛋白质能正常合成,只有几丁质的合成被阻碍了。报道一抑制了尸幼虫表皮中标记葡糖的掺人。此后放射自显影证实了这一现象。指出抑制效果很快,除虫脉可在而内抑制尸交配幼虫中的几丁质合成。除虫脉在阻碍一些标记前体的掺人方面是很高效的。用这种方法得到的场在一一“之间。盯用加成虫的腹部来离体研究不同结构一活性的关系发现在毒力和几丁质抑制程度上有很好的正相关。除表皮结构外,除虫脉也抑制围食膜中几丁质的合成,这在玩。鹅叩勿几“州溉印和心中都有报道。脱叨报道不仅抑制几丁质合成,还导致一乙酞葡聚糖胺在虫体内的积累,由此推断的作用机制牵涉几丁质合成酶”,。进行实验要求获得适合几丁质合成的昆虫无细胞系统离体活性酶液。适用的酶准备方法包括从不同的筑加和乙中提取肠酶从倪兀少记和,之华鹉中提取表皮酶以及从沈。趾艺全蛹中提取此后,,与苟等研究了对昆虫几丁质合成酶的作用。实验证据显示出除虫脉和不影响筑加,服爪,王“。和‘呼绍中的活性。苯甲酞基腺的作用机理关于苯甲酞基脉的作用机理目前存在多种假说。一种假说认为苯甲酞基脉作用于影响脱皮激素的靶标。及州卯,卿认为除虫脉通过降低脱皮激素代谢酶的活性和激发多功能氧化酶活性,改变了家蝇中脱皮激素的滴度。相应地,脱皮激素滴度的增加可能增强几丁质酶和酪氨酸氧化酶的活性。然而,卯和肠等报道在不依赖于脱皮激素的组织培养液中也抑制几丁质的合成。在家蝇中,增加激素并不改变几丁质合成的速率。进一步的研究指出,在而玫昭幼虫和加山街预蛹中,除虫脉并不改变脱皮激素的滴度,脱皮激素和脱皮酮代谢的变化也未观察到。另一种假说认为苯甲酞基脉影响虫体内的合成。叮和压等报道除虫脉使。配“刀店成虫表皮成组织细胞中的合成减少了。等报道显著减少了黑素瘤细胞中四种核昔酸的吸收。苯甲酞基脉的化学不育作用可能与合成的抑制有关。大量证据揭示苯甲酞基脉作用于几丁质聚合卯蜘拙这一步,因为未发现抑制剂对虫体内糖代谢及其转运过程起作用。底物一的积累支持这样一种假设几丁质聚合直接受到苯甲酞基脉的影响。然而苯甲酞基脉不影响昆虫的活性在长时间里被认为是真菌和无脊椎动物中唯一的,显示出苯甲酞基脉的作用与岱活性无关。为解决这一矛盾提出了很多推测。址等认为,苯甲酞基脉抑制蛋白聚合作用,阻碍了酶原的巴向活性聚合酶形式的转化。然而,除虫脉并不抑制迁飞型蝗幼虫翅芽中的表皮蛋白酶山,叨可能除虫脉抑制特定的蛋白酶,这种蛋白酶作用于昆虫酶原。除虫脉这种作用机制的假设是有问题的,因为蛋白酶激活作用是不可逆的,抑制作用应该很慢,而实际上抑制剂对活性的阻断作用是很快的巧而以内。同时,肠或表皮酶在几丁质聚合和微纤丝形成中并不需要蛋白酶激活作用。对肠加及咖酶液中对有机磷敏感的蛋白酶的抑制作用的研究表明抑制对酶活性无影响,揭示出不存在一种内源的蛋白酶激活剂。诵怡等认为苯甲酞基脉的作用是干扰底物和相关因子的形成。几丁质的合成在很大程度上依赖于底物的浓度,干扰以及其激活因子可以扰乱几丁质的合成。肠等假定的催化位点位于细胞原生质膜的外表面底物必须穿透血浆膜障碍,除虫脉假定作用于负责转运一穿透原生质膜的酶系统。研究结果发现主要的转运系统如一十或矛气犷刀,酶对除虫脉是不敏感的。这里,需要注意的是更有可能的催化位点是面向原生质的,等所设想的机理或许在中肠上皮细胞中存在。在酵母中用戊二醛处理后的研究证实岱复合体位于细胞膜的内表面。苯甲酞基脉对几丁质合成的抑制可能与在聚合过程中释放的抑制作用有关。真菌肠,中检测到酶活性这种酶在真菌中被认为起调节作用。昆虫中可能存在相似机制。昆虫岱对敏感而对不敏感。苯甲酞基脉或许干扰假定存在的酶,导致在聚合点出现抑制水平的。“活性代谢”理论认为除虫脉在昆虫体内转化为一种高活性代谢物。这看来不太可能,因为除虫脉在昆虫体内的代谢是很慢的,同时除虫脉的快速反应使聚合位点无法聚集足够多的这种代谢物。苯甲酞基脉可在几丁质合成的聚合阶段对调节机制进行抑制。调节机制可能包括的一种活性非活性状态的可逆转换,在此过程中可能稳定非活性状态。假设几丁质在无细胞提取液中的持续合成使提取物的一种精细的活体调节机制被扰乱了。极有可能除虫脉对节肢动物的抑制与这样一种调节机制有关。苯甲酞基脉也可能干扰及其附属蛋白质复合体的一种敏感而精细的空间结构,该结构与几丁质合成及新生几丁质向外表面的分泌有关。干扰导致或其他一些相关膜元素发生变构,阻止几丁质的正常合成和转运。值得注意的是近来真菌的研究取得了进展。在勘叹加功川产别。诚中发现了三种以前普遍认为的唯一的几丁质合成酶被发现是一种修复酶,在真菌几丁质的生物合成中不起主要作用。真菌中最主要的是岱,它合成细胞中卯以上的几丁质。有关三种巴的酶学,基因克隆,测序和异体表达都有研究。真菌岱研究的进展对了解苯甲酞基脉的作用机理无疑有很大意义。亚核昔肤类化合物

尽管核昔肤类化合物并不被认为是杀虫剂组织学和生化研究显示出其毒理效果与很相似。对蝗了招似琴吧,五龄幼虫注射卯卜以可在羽化世界农访第二十三卷第一期以〕年时引起死亡注射了卯劝的二交配幼虫的组织学观察显示出与类似的表皮变形华光霉素扰乱了蜡峨原表皮中几丁质微纤丝的有序排列在沼州厉优咖山中,发现多氧霉素使围食膜重量减轻,结构也被扰乱,。核昔肤类化合物也抑制交。中葡聚糖和一乙酞葡聚糖胺的掺人。酶动力学研究表明,核昔肤是昆虫的强抑制剂。华光霉素抑制‘脚勿几曰山”肠和瓜表皮的活性,其场分别为胆拜和肠拼,华光霉素的效果为多氧霉素的姗和倍。哪职哪口的表皮酶也对多氧霉素敏感。核昔肤对昆虫和已活性的抑制未进行研究,但在真菌沁中,多氧霉素抑制和的活性,华光霉素对岱也有抑制作用。核昔肤类化合物被认为是的竞争性抑制剂,这是因为它们与底物在结构上极相似。通过酶动力学研究,扬等卯对这一作用作了总结底物或抑制剂中的核昔部分作为结合位点,与酶的特定部位相结合,对发挥酶活性至关重要肤部分则与酶的催化部位相作用。化。对苯并咪哇及其类似物的化学分析表明香叶基香茅基和橙花基对抑制作用是必须的。苯并咪噢的作用机理目前未知,其抑制曲线与多氧霉素的相比斜率要倾斜得多,显示出这是两种不同等作用机制。

其他化合物

多种化合物被认为是潜在的昆虫几丁质合成抑制剂。一些如拼渭那样的苯基氨基甲酸醋,是筑加肠和升交爪,出记表皮的弱抑制剂灰刃“时的抑制率为一。另一种苯基氨基甲酸醋,即除草剂燕麦灵,显示出更高的抑制效果。此类化合物的作用机制尚未进行研究。讨以山匆,非洲医用植物琳叻内笋呷尧瓜的提取物,抑制多种昆虫的羽化。此化合物是昆虫的一种弱抑制剂,在印娜的相对较高的剂量下显示出的抑制作用。肠一,在蜚镰腿节再生系统中抑制的掺人,被认为是一种弱几丁质合成抑制剂,此化合物在对开仍。的分析中无活性。

硫醇类阻断剂城劝吧’”切以如班结语

克菌丹为硫醇类阻断剂,它也是一种广谱,高效杀菌剂。卯报道其抑制花蝇围食膜的形成,场值为’,在蚌嫌腿节再生系统吨中,场达到“。另一方面,组织培养的哪二以表皮对克菌丹不敏感。克菌丹及其类似物强烈抑制,而知和撇爪词么的表皮岱。乙基马来酞亚胺,一种强硫醇类阻断剂,对咖的有轻微抑制作用。克菌丹已知与真菌中硫醇基团反应。有趣的是真菌对克菌丹不敏感而昆虫敏感。对克菌丹及其相关化合物的研究推测昆虫包含敏感的硫醇基团,可与硫醇类阻断剂作用从而导致对几丁质聚合的强烈抑制。

苯并咪哇

使用对加,肠的放射性分析,研究了抑制性苯并咪哇类化合物的结构一活性关系。一些有菇链的苯并咪哩对家蝇毒性相当强,其中一香叶基一甲基一苯并咪哇在娜头的剂量下抑制家蚕幼虫的羽昆虫几丁质合成抑制剂是一类新的长效、选择性杀虫剂,在害虫的化学防治中有极大的应用前景。几丁质合成抑制剂抑制昆虫体内几丁质的生物合成过程,除核昔肤类已知是的竞争性抑制剂外,其余具体机制尚未明确。苯甲酞基脉是昆虫体内最主要的几丁质合成抑制剂,因而研究较多。解释苯甲酞基脉作用机制的假说多,一类认为作用于内分泌系统,影响脱皮激素的滴度一类认为影响合成一类认为直接或间接地作用于昆虫几丁质聚合阶段。假说的产生源于发现苯甲酞基脉不抑制昆虫体内活性,而在很长时间里被认为是昆虫体内唯一的已。由于昆虫和真菌中几丁质合成的相似性昆虫中的研究一直采用真菌中的方法。近来在真菌中发现了多种而不是被认为是真菌中最主要的。因此研究苯甲酞基脉和其他昆虫几丁质合成抑制剂对各种的抑制作用,将有助于阐明昆虫几丁质合成抑制剂的作用机理。参考文献【衅公加一下转第页

世界东肴第二十三卷第一期年权衡营养利与害营养评价包括三要素①新食品本身的营养成份②新食品在膳食中的地位③新食品中营养素的利用,需要考虑人吃新食品后对整个膳食营养的影响,例如营养素的摄人量、生物利用度、对其他营养素的吸收消化与利用的影响。此外,对儿童、孕妇、乳母、老人以及一些慢性病人高危亚群的营养与相关的影响也要考虑。营养素包括蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、碳水化合物的生物利用度,如氨基酸生物利用度,脂肪消化与代谢,都要考虑进行试验。对营养素摄人的影响当新食品中某营养素摄食量超过的巧时,需要考虑其后果,如对生物利用度的影响,对膳食中其他营养素的影响等。归纳美国、欧洲以及国际组织的观点和有关政策与指南,我有以下几点认识①转基因食品首先要符合现行的法规中对食品一般营养和安全性要求②应该把转基因食品与含有转基因配料,记的食品也包括在内③食品流通与食品安全性评价是不受国界限制的,随着经济全球化,我国必须采纳国际的评价体系例如认,,,,任毛丑以及④由于中国人的饮食不同于西方,中国人种不同于白种人例如对某些疾病易感的基因,因此必需自己进行研究转基因食品的营养评价和毒理学安全性评价问题⑤应充分利用国外的资料库,特别是那些能提供常用食品生物的营养成份、致敏原以及有毒物质天然的资料库如,刀城改,班,,正以及⑥由于公众对转基因食品不了解,必需进行广泛的科普宣传,使得转基因食品的开发、销售、管理各方面工作得到广大消费者的理解与支持⑦最近通过的联合国生物安全性协议中规定出口商和进口商在进行转基因食品贸易时,必须事先达成明确的协议,提供安全性的证明材料,当一个国家认为进口商品提供的资料没有足够科学证据表明食品是安全时,可以不同意进口。总之转基因食品管理问题已经非常紧迫希望政府尽快提出政策、法规以及安全性评价的规范,并且要尽快与国际接轨。

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