消化毒剂的作用机理

《消化毒剂的作用机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七节消化毒剂的作用机理1996年，吴文君等首次提出了消化毒剂的概念，把主要作用于昆虫消化系统，即主要以消化系统为初始靶标的杀虫剂为消化毒剂。破坏中肠中肠组织破坏剂影响消化酶系消化抑制剂。主要种类：Bt内毒素植物源次生代谢物如二氢沉香呋喃类化合物等。两类靶标一、Bt内毒素苏云金杆菌（Bacillusthuringiensis,Bt），产品已达60余种，是世界上产量最大、应用最广泛的微生物杀虫剂。基本作用机理Bt的杀虫活性主要是其产生的杀虫蛋白晶体在起作用。杀虫蛋白晶体，也叫原毒素（protoxin），是由

2、多个杀虫晶体蛋白（insecticidalcrystalproteins,ICPs）或δ-内毒素（δ-endotoxin）或Cry（晶体）蛋白的亚单位组成。昆虫摄食该毒蛋白后，在中肠的高pH环境和蛋白酶的作用下，毒蛋白晶体溶解并被激活，引起试虫中肠膜上皮细胞裂解。症状：试虫失去运动能力，不停颤抖，呕吐，停止取食，死亡。1.Bt杀虫晶体蛋白（IsecticidalCrystalProteins，ICPs）杀虫晶体蛋白是由苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis，Bt)所产生的毒素。毒蛋白主

3、要有7种：α-外毒素、β-外毒素、γ-外毒素、δ-内毒素、不稳定外毒素、水溶性毒素、鼠因子外毒素。-内毒素是在形成芽孢的同时形成的蛋白质晶体，位于芽孢之旁，所以又称伴孢晶体毒素，是主要的杀虫晶体蛋白，这种晶体蛋白只是一种前毒素(Pretoxin)，经过激活，即消化成分子量为1000～70000的片段，才起毒素作用。对β-外毒素的深入研究表明，其作用机制主要是抑制依赖DNA的RNA聚合酶，从而抑制了RNA的合成。从这种毒素的作用机理来看，估计对哺乳动物是有害的，因而使用需慎重。现在欧美供实用的苏云金芽泡杆菌

4、制剂是不产生β-外毒素的变种，但苏联的制剂中含有β-外毒素。晶体蛋白有130多种，按照杀虫范围和寄主同源型又可分为两大类群，即Cry（广谱性）蛋白和Cyt（双翅目、活体活性低）蛋白，同时还发现一种营养期杀虫蛋白（VIPs），活性与专一性同Cry。Cry分为四大类（根据杀虫谱）：CryI（鳞翅目）；CryII(鳞翅目和双翅目)CryIII（鞘翅目）；CryIV(双翅目)。通常一种毒素只能杀死某一目的部分易感昆虫，对有益生物和脊椎动物安全。1.Bt杀虫晶体蛋白（ICPs）完整的毒蛋白一般由三个结构域组成。结构

5、域Ⅰ由一个α-螺旋束组成，可能与细胞膜穿孔有关；结构域Ⅱ由三组β-折叠片层组成，可能参与了毒素与膜受体蛋白的识别和结合；结构域Ⅲ位于毒素分子C-端，可能阻止昆虫肠道蛋白酶对毒性肽分子的进一步降解。1.Bt杀虫晶体蛋白（IsecticidalCrystalProteins，ICPs）2.Bt毒素受体蛋白晶体蛋白的毒性与受体蛋白和晶体蛋白结合的能力呈正相关，膜受体蛋白是毒蛋白专一性的决定因子。鳞翅目昆虫中肠Bt毒素受体蛋白主要为中肠的刷状缘膜囊泡(BBMV)的氨肽酶N(aminopeptidaseN，APN)

6、、类钙粘蛋白CLP(cadherin-like)以及碱性磷酸酶。此外鞘糖脂也是一种迄今未知的无脊椎动物Bt毒素的普遍受体。δ-内毒素的作用过程要经溶解、酶解活化、与受体结合、插入、孔洞或离子通道形成等五个环节。昆虫取食孢子和毒素毒素被蛋白酶活化毒素与膜受体结合毒素造成膜穿孔使细胞裂解3.杀虫晶体蛋白的作用机理毒素的溶解晶体蛋白可以溶解于pH>12或pH>9.5并加有巯基试剂的碱性溶液中。中肠内环境诸如pH值、还原电势、去垢性、体积等都可能影响δ-内毒素在昆虫体内的溶解性。鳞翅目幼虫的中肠pH值一般都较高，

7、呈碱性,对δ-内毒素的溶解很有利。3杀虫晶体蛋白的作用机理毒素的活化溶解的晶体蛋白被中肠蛋白酶水解，由130kD左右的前毒素，打开二硫键，释放出N端的70kD左右的抗酶多肽活力片段。活力片段至少由两部分组成,即毒力片段和细胞结合片段。毒力片段主要结构是α-螺旋，对于跨膜通道的形成及毒效可能起着重要作用。细胞结合片段由C端的保守区和中间的可变区组成，主要结构是β-片层，负责毒素与靶标昆虫受体的结合，从而决定了毒素的选择性。中肠酶液的组成直接影响到δ-内毒素的降解活化,对δ-内毒素作用的专一性起着重要作用。3

8、杀虫晶体蛋白的作用机理毒蛋白的活化过程被昆虫取食的晶体蛋白在中肠被溶解碱性环境成熟毒素被中肠蛋白酶消化活化毒素的活化3杀虫晶体蛋白的作用机理3杀虫晶体蛋白的作用新模型毒素与受体蛋白的结合毒素被活化以后首先是通过结构域Ⅱ与上皮细胞膜上的受体蛋白发生专一性结合。结合分为两步，第一步与CLP受体的初始结合(InitialBinding)，同时被BBMV上的蛋白酶进一步水解去除大约3Kd的a1螺旋，聚集成四聚体结构；低聚体与APN结合