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1、第六第六节呼吸毒呼吸毒剂的作的作用机理用机理呼吸生理呼吸生理生物氧化的涵义生物氧化的涵义 糖、脂、蛋白质等有机物质在活细胞内氧化分解，糖、脂、蛋白质等有机物质在活细胞内氧化分解，产生产生COCO2 2、H H2 2O O并放出能的作用称生物氧化。生物氧化实并放出能的作用称生物氧化。生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化还原作用。际上是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化还原作用。生物氧化与体外的化学氧化实质相同，即一种物质丢生物氧化与体外的化学氧化实质相同，即一种物质丢失电子是氧化，得到电子是还原。所不同者，生物氧失电子是氧化，得到电子是还原。所不同者，生物氧化是在活细胞内进行，而且必须在有
2、酶参加和在一定化是在活细胞内进行，而且必须在有酶参加和在一定条件（温度和条件（温度和pHpH等都不偏高、偏低）下进行，放出的等都不偏高、偏低）下进行，放出的能主要以能主要以ATPATP及肌酸磷酸形式储存起来供需要时使用。及肌酸磷酸形式储存起来供需要时使用。肌酸磷酸：贮存能量作用的物质，当ATP浓度高时，肌酸就通过酶的催化，直接接受ATP的高能磷酸基团形成磷酸肌酸；反之，磷酸肌酸又将高能磷酸基团转移至腺苷二磷酸(ADP)或ATP。因此它是ATP高能磷酸基团的贮存库。生物氧化的一般原理生物氧化的一般原理 在生物氧化过程中代谢物质（糖、脂、氨基酸等）首先经在生物氧化过程中代谢物质（糖、脂、氨基酸等）
3、首先经脱氢酶催化脱氢，脱出的氢一般须经一或以上的递氢体沿呼吸脱氢酶催化脱氢，脱出的氢一般须经一或以上的递氢体沿呼吸链的一定方向传递。当氢被传到细胞色素链的一定方向传递。当氢被传到细胞色素b b时，时，2 2个氢（个氢（2H2H）放）放出出2 2个电子（个电子（2e2e-），其本身变为质子（），其本身变为质子（H H+）暂留溶液中，电子则）暂留溶液中，电子则通过细胞色素体系传到分子氧。此时氧化酶的金属离子将电子通过细胞色素体系传到分子氧。此时氧化酶的金属离子将电子传给分子氧，使之激活变为离子传给分子氧，使之激活变为离子O O2-2-，2H2H+与与O O2-2-结合成水。在氢与结合成水。在氢与电
4、子传递过程中，有三处放出能量，放出的能量通过氧化磷酸电子传递过程中，有三处放出能量，放出的能量通过氧化磷酸化作用产生化作用产生ATPATP。氧化磷酸化是指在生物氧化过程中伴随着氧化磷酸化是指在生物氧化过程中伴随着ATPATP生成的作用。生成的作用。具体说，就是代谢物被氧化释放的电子通过一系列电子递体从具体说，就是代谢物被氧化释放的电子通过一系列电子递体从NADHNADH或或FADH2FADH2传到传到O2O2并伴随将并伴随将ADPADP磷酸化产生磷酸化产生ATPATP的过程。的过程。细胞细胞“燃烧燃烧”一分子葡萄糖产生多少一分子葡萄糖产生多少ATP？葡萄糖中大约葡萄糖中大约葡萄糖中大约葡萄糖中
5、大约40%-50%40%-50%的能量的能量的能量的能量被转化储存在被转化储存在被转化储存在被转化储存在ATPATP中，而汽车发动中，而汽车发动中，而汽车发动中，而汽车发动机只有机只有机只有机只有15%-25%15%-25%转化为动能，细转化为动能，细转化为动能，细转化为动能，细胞呼吸的产能效胞呼吸的产能效胞呼吸的产能效胞呼吸的产能效率高。率高。率高。率高。电子传递系统是由电子传递系统是由NADNAD或或NADPNADP、FMNFMN或或FADFAD，辅酶，辅酶Q Q和多种细胞色和多种细胞色素所组成，它们都是可逆的氧化还原系统。氧化型递体接受氢原子素所组成，它们都是可逆的氧化还原系统。氧化型递
6、体接受氢原子或电子后变为还原型、还原型递体失去氢或电子又变为氧化型。细或电子后变为还原型、还原型递体失去氢或电子又变为氧化型。细胞色素只传递电子，其余递体可递氢亦可递电子，整个体系又称电胞色素只传递电子，其余递体可递氢亦可递电子，整个体系又称电子传递体系或呼吸链。子传递体系或呼吸链。生物氧化的一般原理生物氧化的一般原理 三羧酸循环的每一步都有特殊的酶催化。与毒三羧酸循环的每一步都有特殊的酶催化。与毒理有关的酶有：理有关的酶有：从柠檬酸由乌头酸酶催化形成乌头从柠檬酸由乌头酸酶催化形成乌头酸，转而再形成异柠檬酸的过程；由琥珀酰辅酶酸，转而再形成异柠檬酸的过程；由琥珀酰辅酶A A形成形成-酮戊二酸的
7、酮戊二酸的-酮戊二酸去氢酶。酮戊二酸去氢酶。呼吸链和三羧酸循环同样重要，因为它是所有呼吸链和三羧酸循环同样重要，因为它是所有物质共同呼吸过程。在糖解和三羧酸循环的多个过物质共同呼吸过程。在糖解和三羧酸循环的多个过程中，程中，NAD+NAD+辅因子还原为辅因子还原为NADHNADH，琥珀酸盐（或酯），琥珀酸盐（或酯）脱氢酶与黄素（脱氢酶与黄素（FADFAD）相结合也还原为）相结合也还原为FADHFADH2 2，这两，这两个辅因子通过呼吸链携带电子传送而构成氧化个辅因子通过呼吸链携带电子传送而构成氧化-还还原，质子最终传送到氧，将氧还原为水。原，质子最终传送到氧，将氧还原为水。1 作用于三羧酸循环
8、的呼吸毒剂作用于三羧酸循环的呼吸毒剂 1.1 氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等 1.2 亚砷酸盐类亚砷酸盐类2 作用于呼吸链的呼吸毒剂作用于呼吸链的呼吸毒剂 2.1在在NAD+与辅酶与辅酶Q之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂 2.2 琥珀酸氧化作用抑制剂琥珀酸氧化作用抑制剂 2.3 在在Cytb及及CytCl之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂 2.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂3 氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）3.1 二硝基苯酚类二硝基苯酚类 3.2 吡咯类化合物吡咯类化合物4 能量转移系统（磷酸化作用）
9、抑制剂能量转移系统（磷酸化作用）抑制剂内内呼呼吸吸抑抑制制剂剂：1 作用于三羧酸循环的呼吸毒剂作用于三羧酸循环的呼吸毒剂1.1 氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等 该类化合物都是在水解转变成氟乙酸后，与该类化合物都是在水解转变成氟乙酸后，与乙酰辅酶乙酰辅酶A结合形成一个复合物，然后与草酰乙酸结合形成一个复合物，然后与草酰乙酸结合，形成氟柠檬酸而抑制了乌头酸酶结合，形成氟柠檬酸而抑制了乌头酸酶（aconitase）,使柠檬酸不能转变为异柠檬酸，因使柠檬酸不能转变为异柠檬酸，因而阻断了三羧酸循环。而阻断了三羧酸循环。1.2 亚砷酸盐类亚砷酸盐类 该该类类化化合合物物主主要
10、要是是抑抑制制-酮酮戊戊二二酸酸脱脱氢氢酶酶，使使得得酮酮戊戊二二酸酸积积累累而而影影响响三三羧羧酸酸循循环环，更更重重要要的的是是由由于于影影响氨基酸的相互转化而造成其他代谢的混乱。响氨基酸的相互转化而造成其他代谢的混乱。1 作用于三羧酸循环的呼吸毒剂作用于三羧酸循环的呼吸毒剂CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮酮戊二酸脱戊二酸脱氢氢酶酶复合体复合体琥珀酰琥珀
11、酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶氟乙酸氟乙酸亚砷酸盐类亚砷酸盐类2 作用于呼吸链的呼吸毒剂作用于呼吸链的呼吸毒剂 对呼吸链起作用的呼吸毒剂可以分为四大类：对呼吸链起作用的呼吸毒剂可以分为四大类：2.1 2.1 在在NADNAD+与辅酶与辅酶Q Q之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂 主要有鱼藤酮及杀粉蝶素主要有鱼藤酮及杀粉蝶素A A及及B B。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 鱼藤对鱼藤对l5l5个目，个目，137137科的科的800800多种害虫具有一定的多种害虫具有一定的防治效果
12、，作用谱广，尤其对蚜螨类害虫效果突出。防治效果，作用谱广，尤其对蚜螨类害虫效果突出。鱼藤酮的作用方式鱼藤酮的作用方式:触杀、胃毒作用、拒食、生触杀、胃毒作用、拒食、生长发育抑制作用；长发育抑制作用；抑制某些病菌孢子的萌发和生长，或阻止病菌侵抑制某些病菌孢子的萌发和生长，或阻止病菌侵入植株入植株 作用机理：作用机理：早期的研究表明鱼藤酮的作用机制主要是影响昆早期的研究表明鱼藤酮的作用机制主要是影响昆虫的呼吸作用，主要是与虫的呼吸作用，主要是与NADHNADH脱氢酶与辅酶脱氢酶与辅酶Q Q之间的之间的某一成分发生作用。鱼藤酮使害虫细胞的电子传递链某一成分发生作用。鱼藤酮使害虫细胞的电子传递链受到抑
13、制，从而降低生物体内的受到抑制，从而降低生物体内的ATPATP水平，最终使害水平，最终使害虫得不到能量供应，然后行动迟滞、麻痹而缓慢死亡。虫得不到能量供应，然后行动迟滞、麻痹而缓慢死亡。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 作为与吡啶核苷酸（作为与吡啶核苷酸（NADNAD）相联系的氧化酶（相联系的氧化酶（L-L-谷氨酸氧谷氨酸氧化化酶酶）的的特特异异性性抑抑制制剂剂，切切断断了了呼呼吸吸链链上上NADNAD+与与辅辅酶酶Q Q之之间间的的联联系系。谷谷氨氨酸酸在在脑脑的的功功能能中中极极为为重重要要，并并且且它它是是呼呼吸吸过过程程中中大大脑脑中中唯唯一一氧
14、氧化化的的氨氨基基酸酸。因因作作用用于于呼呼吸吸酶酶而而抑抑制制了了L-L-谷谷氨氨酸酸的的氧氧化化作作用用。谷谷氨氨酸酸氧氧化化作作用用的的抑抑制制乃乃是是杀杀死死昆昆虫虫的的主主要要原原因因。鱼鱼藤藤酮酮中中毒毒的的试试虫虫表表现现出出活活动动迟迟滞滞，随随后后昏昏迷迷、死死亡亡的的症症状状，类类似似于于神神经经毒毒剂剂，只只是是没有兴奋期。没有兴奋期。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 另外，鱼藤酮对许多生物细胞线粒体中的反丁烯另外，鱼藤酮对许多生物细胞线粒体中的反丁烯二酸还原酶、甘露醇合成酶丁二酸等都具有一定的抑二酸还原酶、甘露醇合成酶丁二酸等都具有一定的抑制作用。制作用。鱼藤酮还可
15、干扰菜粉蝶的正常生长发育，蜕皮异鱼藤酮还可干扰菜粉蝶的正常生长发育，蜕皮异常及畸形虫，可能是由于鱼藤酮抑制了呼吸作用而使常及畸形虫，可能是由于鱼藤酮抑制了呼吸作用而使能量降低所致。能量降低所致。鱼藤酮还可抑制细胞中纺锤体微管的组装，并在体鱼藤酮还可抑制细胞中纺锤体微管的组装，并在体外证明抑制微管的形成，推测鱼藤酮是以一种可逆的方外证明抑制微管的形成，推测鱼藤酮是以一种可逆的方式联接在微管蛋白上而抑制了微管的形成。从遗传学的式联接在微管蛋白上而抑制了微管的形成。从遗传学的角度来看，纺锤体形成受到抑制必然影响细胞的正常分角度来看，纺锤体形成受到抑制必然影响细胞的正常分裂，从而可推论鱼藤酮可能通过这
16、一途径影响虫体的生裂，从而可推论鱼藤酮可能通过这一途径影响虫体的生长。此外，鱼藤酮处理菜粉蝶幼虫会使虫体体壁蛋白质长。此外，鱼藤酮处理菜粉蝶幼虫会使虫体体壁蛋白质组成发生改变，使总蛋白的量降低，体壁蛋白的变化必组成发生改变，使总蛋白的量降低，体壁蛋白的变化必定影响体壁结构。定影响体壁结构。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 许多化合物，包括抗生素及麻醉剂许多化合物，包括抗生素及麻醉剂 放线菌素放线菌素A A 某些昆虫的毒素某些昆虫的毒素2.1.2 2.1.2 杀粉蝶素杀粉蝶素 2.2 2.2 琥珀酸氧化作用抑制剂琥珀酸氧化作用抑制剂 在杀虫药剂中较少。滴滴涕在高浓度时有作用。在杀虫药剂中较少
17、。滴滴涕在高浓度时有作用。放线菌素放线菌素A A也是该酶的抑制剂。也是该酶的抑制剂。2.3 2.3 在在CytbCytb及及CytCCytCl l之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂2.1 2.1 在在NADNAD+与辅酶与辅酶Q Q之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂2.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂 细细胞胞色色素素C C氧氧化化酶酶为为一一外外周周蛋蛋白白，位位于于线线粒粒体体内内膜膜的的外外侧侧，其其辅辅基基是是血血红红素素，血血红红素素通通过过共共价价键键与与酶酶蛋蛋白白相相联联。细细胞胞色色素素C C氧氧化化酶酶是是末末端端氧氧化化酶酶，它它的的抑抑制制使使呼呼
18、吸吸链链在在末末端端阻阻断断，结结果果使使所所有有在在呼呼吸吸链链中中的的化化合合物物都都处处于于还还原原态态。多多数数抑抑制制剂剂是是与与细细胞胞色色素素C C氧氧化化酶酶的的血血红素部分发生化学结合而产生抑制作用。红素部分发生化学结合而产生抑制作用。HCNHCNHCNHCN等熏蒸毒气和有机硫氰等熏蒸毒气和有机硫氰等熏蒸毒气和有机硫氰等熏蒸毒气和有机硫氰酸酯类化合物的作用实际酸酯类化合物的作用实际酸酯类化合物的作用实际酸酯类化合物的作用实际上是释放出上是释放出上是释放出上是释放出HCNHCNHCNHCN，CN-CN-CN-CN-与血与血与血与血红素侧链上的甲酰基起反红素侧链上的甲酰基起反红素
19、侧链上的甲酰基起反红素侧链上的甲酰基起反应，而抑制了分子氧与血应，而抑制了分子氧与血应，而抑制了分子氧与血应，而抑制了分子氧与血红素的结合，导致死亡。红素的结合，导致死亡。红素的结合，导致死亡。红素的结合，导致死亡。Structure of cyt c&cyt c12.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂但但Boveris等认为氢氰酸抑制昆虫呼吸传递链中的细胞色等认为氢氰酸抑制昆虫呼吸传递链中的细胞色素氧化酶后，能阻断电子由素氧化酶后，能阻断电子由NADH脱氢酶向氧的传递，脱氢酶向氧的传递，使氧气不能被还原，导致线粒体产生使氧气不能被还原，导致线粒体产生0-，0-可被可被SOD(
20、超超氧化物歧化酶氧化物歧化酶)歧化成过氧化氢，从线粒体释放出来。当歧化成过氧化氢，从线粒体释放出来。当过氧化氢积累到一定程度时就会对昆虫产生细胞毒性而过氧化氢积累到一定程度时就会对昆虫产生细胞毒性而引起昆虫的死亡。引起昆虫的死亡。2.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂 磷化氢：磷化氢：磷化氢在有氧的条件下，先形成一个氧化物，然磷化氢在有氧的条件下，先形成一个氧化物，然后再和细胞色素后再和细胞色素C C氧化酶的氧化中心起作用。磷化氢对氧化酶的氧化中心起作用。磷化氢对细胞色素氧化酶的抑制作用一直被认为是磷化氢对昆细胞色素氧化酶的抑制作用一直被认为是磷化氢对昆虫致死的主要原因。虫致死
21、的主要原因。但在体外磷化氢对细胞色素氧化酶活力有明显抑制但在体外磷化氢对细胞色素氧化酶活力有明显抑制作用，而体内几乎没有任何抑制作用。作用，而体内几乎没有任何抑制作用。所以：磷化氢的作用机制之一是由于磷化氢抑制昆所以：磷化氢的作用机制之一是由于磷化氢抑制昆虫线粒体而在呼吸过程中使氧气不能被还原，产生了虫线粒体而在呼吸过程中使氧气不能被还原，产生了0 0-，0 0-又被又被SODSOD歧化为过氧化氢，当昆虫对磷化氢吸收较少歧化为过氧化氢，当昆虫对磷化氢吸收较少时，过氧化氢可及时被过氧化氢酶和过氧化物酶所消除，时，过氧化氢可及时被过氧化氢酶和过氧化物酶所消除，不会对昆虫造成不可逆毒害，但如果昆虫对
22、磷化氢吸收不会对昆虫造成不可逆毒害，但如果昆虫对磷化氢吸收量较多，产生的过氧化氢不能被过氧化氢酶和过氧化物量较多，产生的过氧化氢不能被过氧化氢酶和过氧化物酶及时地完全消除，过氧化氢就在昆虫体内积累，达到酶及时地完全消除，过氧化氢就在昆虫体内积累，达到一定程度时便对昆虫产生细胞毒性而引起细胞死亡。一定程度时便对昆虫产生细胞毒性而引起细胞死亡。磷化氢：磷化氢：电电子子传传递递 抑抑制制剂剂NADHFMNCoQFe-SCyt c1O2Cyt bCyt cCyt aa3Fe-SFMNFe-S琥珀酸琥珀酸复合物复合物 II复合物复合物 IV复合物复合物 I复合物复合物 III鱼藤酮鱼藤酮安密妥安密妥抗霉
23、素抗霉素A氰化物氰化物CO安密妥安密妥 安密妥安密妥 3 氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）氧化磷酸化是与呼吸链相偶联的，任何作用于呼氧化磷酸化是与呼吸链相偶联的，任何作用于呼吸链的毒剂均会影响到氧化磷酸化作用。二硝基酚类吸链的毒剂均会影响到氧化磷酸化作用。二硝基酚类和溴虫腈可以携带和溴虫腈可以携带H H往返于线粒体膜两侧而消除往返于线粒体膜两侧而消除H H弄浓弄浓度差故其作用机理就是解除氧化磷酸化的耦联过程。度差故其作用机理就是解除氧化磷酸化的耦联过程。氧化磷酸化的偶联机理 化学渗透假说化学渗透假说 (chemiosmotic hypothesis)1961
24、1961年由年由年由年由Peter MitchellPeter Mitchell提出。提出。提出。提出。电电电电子子子子经经经经呼呼呼呼吸吸吸吸链链链链传传传传递递递递时时时时，可可可可将将将将质质质质子子子子（HH+）从从从从线线线线粒粒粒粒体体体体内内内内膜膜膜膜的的的的基基基基质质质质侧侧侧侧泵泵泵泵到到到到内内内内膜膜膜膜胞胞胞胞浆浆浆浆侧侧侧侧，产产产产生生生生膜膜膜膜内内内内外外外外质质质质子子子子电电电电化化化化学学学学梯梯梯梯度度度度储储储储存存存存能能能能量量量量。当当当当质质质质子子子子顺顺顺顺浓浓浓浓度度度度梯梯梯梯度度度度回回回回流流流流时时时时驱驱驱驱动动动动ADPA
25、DP与与与与PiPi生成生成生成生成ATPATP。F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+1/2O2+2H+H2O ADP+Pi ATP H+H+H+胞液侧胞液侧 基质侧基质侧+-化学渗透假说详细示意图化学渗透假说详细示意图解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）F F0 0 F F1 1 Cyt cQ胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 解偶联解偶联 蛋白蛋白热能热能 H H+H H+ADP+Pi ATP 3.1 二硝基苯酚类二硝基苯酚类 二硝基苯酚类的多种杀螨剂（敌螨普、二硝基苯酚类的多种杀螨剂（敌螨普、敌螨死、地
26、乐消）均为氧化磷酸化的解敌螨死、地乐消）均为氧化磷酸化的解偶联剂。其作用机理为：使呼吸链和氧偶联剂。其作用机理为：使呼吸链和氧化磷酸化不能偶联起来，电子可以传递，化磷酸化不能偶联起来，电子可以传递，但不能生产但不能生产ATP。五氯苯酚也属于这一。五氯苯酚也属于这一类。有些带硝基苯的有机磷类杀虫剂、类。有些带硝基苯的有机磷类杀虫剂、滴滴涕及杀虫脒等在高浓度时也有一定滴滴涕及杀虫脒等在高浓度时也有一定作用。作用。2,4-二硝基苯酚的解偶联作用二硝基苯酚的解偶联作用NO2NO2O-NO2NO2OHNO2NO2O-NO2NO2OHH+H+线线粒粒体体内内膜膜内内外外3.2 3.2 吡咯类化合物吡咯类化
27、合物 链霉菌属真菌链霉菌属真菌Streptomyces fumanusStreptomyces fumanus 双氧吡咯霉素（双氧吡咯霉素（dioxapyrrolomycindioxapyrrolomycin）溴虫腈溴虫腈（chlorfenapyr,CL303,630chlorfenapyr,CL303,630）低毒、高效、广谱，具有胃毒和一定的触杀作用及低毒、高效、广谱，具有胃毒和一定的触杀作用及内吸活性，且在作物上有中等持效。对钻蛀、刺吸和咀内吸活性，且在作物上有中等持效。对钻蛀、刺吸和咀嚼式害虫以及螨类的防效优异，具有新的作用方式，且嚼式害虫以及螨类的防效优异，具有新的作用方式，且与其它
28、杀虫剂无交互抗性，对抗性害虫防效卓越，对作与其它杀虫剂无交互抗性，对抗性害虫防效卓越，对作物安全，是一个极具特色的高效杀虫杀螨剂新品种。溴物安全，是一个极具特色的高效杀虫杀螨剂新品种。溴虫腈属中毒农药。虫腈属中毒农药。作用机理：作用机理：溴虫腈是一个呼吸作用抑制剂，为氧化磷溴虫腈是一个呼吸作用抑制剂，为氧化磷酸化解偶联剂，主要作用于昆虫细胞线粒体膜而阻断酸化解偶联剂，主要作用于昆虫细胞线粒体膜而阻断质子穿过线粒体膜，使线粒体产生质子穿过线粒体膜，使线粒体产生ATPATP的能力减弱，的能力减弱，导致细胞受损，最终死亡。导致细胞受损，最终死亡。进一步研究表明，溴虫腈进一步研究表明，溴虫腈实际上是在
29、昆虫体内被微粒体氧化酶和谷胱甘肽转移实际上是在昆虫体内被微粒体氧化酶和谷胱甘肽转移酶氧化代谢为毒力更高的化合物而起作用的。酶氧化代谢为毒力更高的化合物而起作用的。3.2 3.2 吡咯类化合物吡咯类化合物 化合物前体亲脂性强，但跨膜运输时酸性不够，化合物前体亲脂性强，但跨膜运输时酸性不够，因此在昆虫体内代谢成酸性较强的产物。因此在昆虫体内代谢成酸性较强的产物。溴虫腈的解偶联作用溴虫腈的解偶联作用H+线线粒粒体体内内膜膜内内外外 氧化磷酸化抑制剂（氧化磷酸化抑制剂（oxidative phosphory-lation inhibitor）主要是指直接作用于线粒体）主要是指直接作用于线粒体F F0
30、0F Fl lATPATP合酶合酶复合体中的复合体中的FlFl组分而抑制组分而抑制ATPATP合成的一类化合物。寡霉合成的一类化合物。寡霉素（素（oligomycinoligomycin）是这类抑制剂的一个重要例子，它）是这类抑制剂的一个重要例子，它与与F F0 0的一个亚基结合而抑制的一个亚基结合而抑制FlFl；另一个例子是；另一个例子是双环己基双环己基碳二亚胺碳二亚胺（dicyclohexylcarbodiimide，DCC），它阻），它阻断断F F0 0的质子通道。的质子通道。4 能量转移系统（磷酸化作用）抑制剂能量转移系统（磷酸化作用）抑制剂l头部含头部含5 5种不同的亚基种不同的亚基
31、（3 3、3 3、1 1、1 1 、1 1 ）lOSCPOSCP是能量转换通道是能量转换通道lF F0 0与线粒体电子传递系与线粒体电子传递系统连接（质子通道）统连接（质子通道）1979年Boyer.P提出构象耦连假说 事实上将事实上将事实上将事实上将HH+渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地理解氧化磷酸化原理。理解氧化磷酸化原理。理解氧化磷酸化原理。理解氧化磷酸化原理。1.ATP1.ATP酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲和酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲
32、和酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲和酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲和力，催化力，催化力，催化力，催化ADPADP与与与与PiPi形成形成形成形成ATPATP；2.F12.F1具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同（L L、T T、OO），与核苷酸的亲和力不同；），与核苷酸的亲和力不同；），与核苷酸的亲和力不同；），与核苷酸的亲和力不同；3.3.质子通过质子通过质子通过质子通过F0F0时，引起时，引起时，引起时，引起C C亚基
33、构成的环旋转，带动亚基构成的环旋转，带动亚基构成的环旋转，带动亚基构成的环旋转，带动亚基旋亚基旋亚基旋亚基旋转。因其不对称性故引起转。因其不对称性故引起转。因其不对称性故引起转。因其不对称性故引起三个亚基三个亚基三个亚基三个亚基3 3 3 3个催化位点构象的个催化位点构象的个催化位点构象的个催化位点构象的周期性改变周期性改变周期性改变周期性改变（L L、T T、OO），不断将），不断将），不断将），不断将ADPADP和和和和PiPi加合在一起加合在一起加合在一起加合在一起形成形成形成形成ATPATP。ATPase ATPase的旋转催化模型：的旋转催化模型：的旋转催化模型：的旋转催化模型：质子
34、跨膜运动推动质子跨膜运动推动FoFo的的a a亚基绕亚基绕C12C12的转动的转动结合变化机制（结合变化机制（binding-change mechanism）O：开放形式，对底物亲和力极低：开放形式，对底物亲和力极低L：与底物结合松弛，无催化能力：与底物结合松弛，无催化能力T：与底物结合紧密，有催化活性：与底物结合紧密，有催化活性ATP4-F0 F1 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 腺苷酸腺苷酸转运蛋白转运蛋白磷酸磷酸转运蛋白转运蛋白 ADP3-H2PO4-ATP4-3H+3H+H+H+H2PO4-H2PO4-ADP3-ADP3-每分子分子ATP在线粒体中生成并转运到胞浆需在线粒体中生成并转运到胞浆需4个个H回流进入线粒体基质中。回流进入线粒体基质中。寡霉素寡霉素(oligomycin)可阻止质子从可阻止质子从可阻止质子从可阻止质子从F F0 0质子通道回流，抑制质子通道回流，抑制质子通道回流，抑制质子通道回流，抑制ATPATP生成生成生成生成ATP合酶结构模式图合酶结构模式图谢谢！