1、第二节第二节 杀虫剂在昆虫体内的代谢杀虫剂在昆虫体内的代谢农药代谢（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。学反应。农药在昆虫等动物体内的代谢主要包括两个过程：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；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。合物，为
2、合成过程，又称为次级代谢过程。1.1.初级代谢：初级代谢：氧化代谢：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：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微粒体氧化酶的组成及功能能直接激活氧分子，其中一
3、个氧原子加入底物能直接激活氧分子，其中一个氧原子加入底物分子中，另一氧原子被还原为水。分子中，另一氧原子被还原为水。CH2OOOHOHHHHCH2HOPOHONNNNNH2OPOHOCCHOHCHOHHOHCHHNHNNNOOH3CH3C1458910FAD结构结构CH2OHOPOHOCCHOHCHOHHOHCHHNHNNNOOH3CH3C1458910异咯嗪异咯嗪核醇核醇RNHNNNOOH3CH3CFMN/FAD1458910RNHNHHNNOOH3CH3C1458910+2HFMNH2/FADH2（氧化型）（氧化型）（还原型）（还原型）NAD+（NADP+）的递氢机制）的递氢机制（氧化型）
4、（氧化型）NHCONH2R+H+H+eNHCONH2RH+H+NAD+/NADP+NADH/NADPH（还原型）（还原型）1.1.三价铁还原三价铁还原，HEMHEM接受从接受从NADPHNADPHP450P450还原酶传递来的一个还原酶传递来的一个电子，使铁转变为二价亚铁离子；电子，使铁转变为二价亚铁离子；2.2.HEMHEM结合氧气分子结合氧气分子，形成亚铁形成亚铁 P450-P450-二氧复合物二氧复合物(P-Fe(P-Fe2+2+-O O2 2)；3.3.形成形成 FeFe+3+3-氢过氧化复合物氢过氧化复合物 经过电子还原和质子化形成经过电子还原和质子化形成 （P-FeP-Fe3+3+
5、O-OH)O-OH)；4.4.高活性氧合铁中间体形成高活性氧合铁中间体形成 （FeOFeO）3+3+与氢原子（来自与氢原子（来自RHRH）分）分离，形成一对短暂的自由基离，形成一对短暂的自由基:P:PFeFe()OO+；5.5.氧化底物氧化底物 氧合铁中间体氧合铁中间体PFe(VPFe(V)OO+中的铁为高价五价中的铁为高价五价,具有较高的氧化能力具有较高的氧化能力,而细胞色素而细胞色素 P450 P450 底物上的碳氢键正好底物上的碳氢键正好接近高价铁原子接近高价铁原子,氧原子从氧合铁中间体迁移到底物上氧原子从氧合铁中间体迁移到底物上,形成氧形成氧化产物化产物,氧化型药物从复合物中释放氧化型
6、药物从复合物中释放,P450P450酶再生。酶再生。2.2.次级代谢：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、谷胱甘肽等结性极性小分子，如葡萄糖醛酸、硫酸、氨基酸、
7、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。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，葡萄糖醛酸轭合、葡萄糖轭合、在昆虫体内的轭合主要有，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。谷光甘肽轭合及氨基酸轭合等。（1）葡萄糖醛酸结合反应）葡萄糖醛酸结合反应2NAD+2NADH+2H+UDPG脱氢酶脱氢酶*催化酶催化酶葡萄糖醛酸基转移酶葡萄糖醛酸基转移酶(UDP-glucuronyl transferases,UGT)+UDPGAOH苯酚苯酚CCOCCCOHOHOHHHHHHOCOOH+UDP苯苯-葡糖醛酸苷葡糖醛酸苷 催化酶：催化
8、酶：硫酸转移酶硫酸转移酶(sulfate transferase)PAPS+NH2NHSO3HNOCNHNH2+CH3COCoANOCNHNHCOCH3+HS-CoA异烟肼异烟肼 乙酰辅酶乙酰辅酶A 乙酰异烟肼乙酰异烟肼 辅酶辅酶A谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩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，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。易络合，具有重要的抗氧化作用和整合解毒作用。环氧萘环氧萘 谷胱甘肽谷胱甘肽 S-二氢萘醇谷胱甘肽二氢萘醇谷胱甘肽(5).甘氨酸结合反应甘氨酸结合反应胆酸胆酸 甘氨酸甘氨酸 甘氨胆酸甘氨胆酸NCONH2甲基转移酶NCONH2CH3 S-腺苷同型半胱氨酸+SAM尼克酰胺尼克酰胺 N-甲基尼克酰胺甲基尼克酰胺(6).(6).甲基化反应甲基化反应
