昆虫解毒代谢PPT

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1、1.前言2.初级代谢(1)氧化代谢（MFO)(2)非氧化代谢I.水解代谢（酯酶）II.还原代谢（硝基还原酶）3.次级代谢4.有毒物质在昆虫体内代谢第二章：昆虫解毒代谢第一节前言一、研究昆虫解毒代谢的意义二、昆虫对毒物的代谢I.解毒作用：有毒物质进入昆虫体内，昆虫体内有多种防御机能，能将有毒物质迅速代谢为无毒物质，使机体保持正常状态而不受其害，这种代谢称为解毒作用。II.活化作用：有些化合物在生物体内，经代谢转化成比原化合物更毒的物质，这种代谢称为活化作用。I.昆虫解毒代谢的类型：(1)初级代谢（Ⅰ型反应）：主要包括对外来化合物的氧化、水解、还原以及基团的转移。(2)次级代谢（Ⅱ型反应）

2、：初级代谢的产物（主要具有-OH、-SH、-NH2、-COOH的基团）与内源物质（轭合剂）结合，最后排除体外。农药在昆虫体内的轭合形式主要是氨基酸反应，包括与单氨基酸类的轭合和复氨基酸的轭合、及与硫酸酯的轭合、与谷胱甘肽的轭合、烷基化和酰化反应等。轭合后的轭合物比农药本身的亲水性更强，更容易从动物体内排出。药物杀虫剂其它外来化合物初级产物次级产物初级代谢氧化、还原、水解、基团转移次级代谢葡萄糖、氨基酸、硫酸、磷酸等共轭脂溶性水溶性第二节氧化代谢（MFO)氧化代谢中所涉及到的酶系很多，主要有：脱氯化氢酶（deyudrochlorinase）、微粒体多功能氧化酶（microsomalmix

3、ed-functionoxidases，MFO）、谷胱甘肽转移酶（glutathione-transferases，GST）及各种酯酶（esterases）等。其中微粒体多功能氧化酶具有底物广谱性的特点，能参与对各种杀虫剂（包括有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、化学不育等等）及有毒物质的解毒作用，在有毒物质代谢中起着非常重要的作用。（二）微粒体多功能氧化酶的组成及性质MFO是一个酶的复合体，主要包括：细胞色素P450、黄素蛋白-NADPH-P450还原酶、细胞色素b5、黄素蛋白-NADH-细胞色素b5还原酶和磷脂等成分组成。1.细胞色素P450的特性(1)光学特性微粒体被还原后可

4、以与CO结合形成复合体，通过双光束扫描分光光度计扫描，在波长450nm处出现一个最大吸收峰。除了与CO结合外，细胞色素P450可以与许多物质结合，结合后所诱导产生的光谱，按其性质可分为三类：Ⅰ型：波峰在390-410，波谷在425-435nm；Ⅱ型：波峰在425-435nm，波谷在390-410nm；MⅡ型：最大和最小吸收峰分别在325和420nm。棉铃虫中肠细胞色素P450CO差光谱图棉铃虫中肠CytP420-CO差光谱(2)不稳定性10,000g离心20min沉淀（细胞核、碎片、线粒体）100,000g离心60min微粒体微粒体上清液线粒体上清液粗匀浆液中肠或脂肪体差速离心P450

5、s的氨基酸同源性大于40％时为同一家族；若大于55%时为同一亚家族若大于55%时为同一亚家族，大于80％属于等位基因，大于97％属于等位基因的变异体。等位基因用v1、v2等表示，假基因用p1、p2等表示。例外：CYP6A1和CYP6B2虽属于同一6家族，但是这两个蛋白的氨基酸的同源性却低于40％(3)命名(4)多样性P450基因已经有35亿年的历史。现在所有的p450s均来自一个共同的古老的基因。现在认为当前p450超家族是通过基因扩增或基因适应多样化形成的。P450基因属于基因超家族(superfamily)，目前已知，该超家族包括70个家族(family)，120个亚家族(sub

6、-family)（Nelson,1998），并且不断有新的成员加入，其数量增长很快。到目前为止，p450超家族已发现1200种基因，哺乳动物中有大约310种。到2000年春季，植物中已知的p450基因有513种。细菌和低等的真核生物中的p450有接近100种已命名。人类有56种。(I)p450家族数目(II)P450s的进化分子驱动学说指出，一个种群基因型组分的改变是由于DNA翻转内在的动力而非自然选择造成的。假基因是一段与功能基因相似的序列，但不能形成蛋白产物。假基因的识别要么通过编码区的异常或转录的异常，或两者兼有。(III)同工酶的多样性果蝇基因组的序列揭示了在果蝇中有86个公认

7、的p450基因，4个假基因，归属25个不同的家族。来自家族4与6的基因数目大约占这个中群p450s的一半多。在86个基因中，CYP6A17和CYP6A23具有最高的相似性，达到84.2％。仅有10对的相似性大于70％。其表达与昆虫的发育阶段、性别、组织、品系及取食有关。(IV)表达的多样性细胞色素P450基因调控的多样性调节步骤举例基因转录1A11A22B12B22C72C112C122D92E12H12H23A1/23A64A111A111B