专杀病菌制剂农药，对高等植物细胞
杀菌剂的杀菌原理
杀菌剂的杀菌原理实际上就是要解释杀菌剂的作用机制，即药剂到达病原菌体后，是以什么样的方式作用于病原菌，以及作用于菌体代谢中的何种过程和何种部位（作用点），从而产生杀菌或抑菌效果的。
杀菌剂对病原菌的作用，不外有两个方面：一是在能量代谢中抑制能量生成，二是在物质代谢中抑制生物合成。具有前种作用的药剂叫做能量生成抑制剂，具有后种作用的药剂叫生物合成抑制剂。
一、能量生成抑制剂
菌体所需的能量来自体内的糖类、脂肪、蛋白质等营养物质的氧化分解，最终生成二氧化碳和水，其中伴随着脱氢过程和电子传递的一系列氧化还原反应，故此过程也称为细胞生物氧化或生物呼吸。 根据与能量生成有关的...全部
杀菌剂的杀菌原理
杀菌剂的杀菌原理实际上就是要解释杀菌剂的作用机制，即药剂到达病原菌体后，是以什么样的方式作用于病原菌，以及作用于菌体代谢中的何种过程和何种部位（作用点），从而产生杀菌或抑菌效果的。
杀菌剂对病原菌的作用，不外有两个方面：一是在能量代谢中抑制能量生成，二是在物质代谢中抑制生物合成。具有前种作用的药剂叫做能量生成抑制剂，具有后种作用的药剂叫生物合成抑制剂。
一、能量生成抑制剂
菌体所需的能量来自体内的糖类、脂肪、蛋白质等营养物质的氧化分解，最终生成二氧化碳和水，其中伴随着脱氢过程和电子传递的一系列氧化还原反应，故此过程也称为细胞生物氧化或生物呼吸。
根据与能量生成有关的酶被抑制的部位或能量生成被抑制的不同过程，可分为巯基（—SH）抑制剂、糖的酵解和脂肪酸β-氧化抑制剂、三羧酸循环抑制剂、电子传递和氧化磷酸化抑制剂等。
1、巯基（—SH）抑制剂
生物体内进行的各种氧化作用，均受各种酶的催化，其中起着重要作用的许多脱氢酶系中都含有巯基。
因此，能与巯基发生作用的药剂必然会抑制菌体的生物氧化（呼吸）。巯基在菌体呼吸中有普遍性的作用，而几乎所有的经典杀菌剂，即保护性杀菌剂，都对巯基有抑制作用。
巯基是许多脱氢酶活性部位不可缺少的活性基团。
现已知道，一些重金属化合物、有机锡制剂、有机砷制剂、某些有机铜制剂、二硫代氨基甲酸类杀菌剂、醌类化合物等均是巯基抑制剂。
2、糖酵解和脂肪酸β-氧化抑制剂
①糖酵解受阻
糖是菌体重要的能源和碳源。
糖分解产生能量，以满足菌体生命活动的需要，糖代谢的中间产物又可能变成其他含碳化合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。
酵解是糖分解代谢的共同途径，也是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。酵解生成的丙酮酸进入菌体的线粒体，经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和H2O。
另外，催化酵解过程的一些酶，如磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶等，要由K+、Mg2+等离子来活化。而有些铜、汞杀菌剂，能破坏菌体细胞膜，使一些金属离子特别是K+向细胞外渗漏，结果使酶得不到活化而阻碍酵解的进行。
②脂肪酸氧化受阻
脂肪酸氧化受阻主要是脂肪酸的β-氧化受阻。所谓β-氧化是不需要氧的氧化，其特点是从羧基的β-位碳原子开始，每次分解出二碳片断。这个过程是在菌体的线粒体中进行的。
脂肪酸的β-氧化需要一种叫辅酶A（以CoA—SH表示）的酶来催化。杀菌剂如克菌丹、二氯萘醌、代森类与（CoA—SH中的—SH发生作用，使酶失活，从而抑制了脂肪酸的β-氧化。
3、三羧酸循环抑制剂
乙酰辅酶 A（以 CH3— —SCoA）中的乙酰基在生物体内受一系列酶的催化，经一系列氧化脱羧，最终生成CO2和H2O，并产生能量的过程叫三羧酸循环，简写作TCA。
在真核细胞中TCA循环是在线粒体中进行的，催化每一步反应的酶也都位于线粒体内。由于乙酰辅酶A可来源于糖、脂肪或氨基酶的代谢分解，所以TCA循环也是糖、脂肪及氨基酸氧化代谢的最终通路。因此，它是生物氧化的重要过程。
杀菌剂对TCA循环的抑制，有四个过程被证实：
①乙酰辅酶A和草酰乙酸缩合成柠檬酸的过程受到阻碍。该反应受阻的原因是辅酶A的活性受到抑制。其机制是辅酶A中的巯基与杀菌剂发生反应，从而使该酶的活性被抑制。
抑制药剂有：二硫代氨基甲酸类，如福美锌、福美双、代森锌；醌类，如二氯萘醌；酚类；三氯甲基和三氯甲硫基类，如克菌丹、灭菌丹等。
②柠檬酸异构化生成异柠檬酸过程受阻。该过程是由于（顺）-乌头酸酶受到杀菌剂的抑制而使上述反应受到阻碍。
（顺）-乌头酸酶是含铁的非铁卟啉蛋白，所以与Fe2+生成络合物的药剂（如8-羟基喹啉）都能对其起抑制作用。
③α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酸的过程受阻。上述反应过程受阻的原因是α-酮戊二酸脱氢酶复合体的活性受到杀菌剂的抑制。
这种抑制机制要涉及与硫胺磷酸（TPP）和硫辛酰胺等辅酶组分的反应。抑制药剂有克菌丹、砷化物、叶枯散等。
④琥珀酸脱氢生成延胡索酸及苹果酸脱氢生成草酰乙酸过程受阻。琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环中唯一掺入线粒体内膜的酶，它直接与呼吸链相联系。
琥珀酸脱氢生成的还原型黄素腺嘌呤二核苷酸（FADH2）可以转移到酶的铁-硫中心，继而进入呼吸链。
抑制药剂有：萎锈灵、硫磺、5-氧吩嗪、异氰酸甲酯和异氰酸丁酯（后者为杀菌剂苯菌灵的降解产物之一）。
4、氧化磷酸化抑制剂
菌体内的生物氧化进入三羧酸循环后，并没有完结，而是要继续进行最后的氧化磷酸化，即将生物氧化过程中释放出的自由能转移而使二磷酸腺苷（ADP）形成高能的三磷酸腺苷（ATP）。
氧化磷酸化为菌体生存提供所需的能量ATP，所以这一过程一旦受到抑制，就会对菌体的生命活动带来严重后果。氧化磷酸化被抑制的情况有两种，一是其电子传递系统受阻，二是解偶联作用。
①电子传递系统受阻
还原型辅酶通过电子传递再氧化，这一过程由若干电子载体组成的电子传递链（也称呼吸链）完成。
能够阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。这类药剂按其阻断的部位可分为以下几类：（Ⅰ）鱼藤酮、敌克松、十三吗啉、杀粉蝶菌素、安密妥等，它们阻断NADH至CoQ（辅酶Q）的电子传递。
（Ⅱ）抗菌素A、硫磺、十三吗琳，它们阻断细胞色素b和细胞色素c1之间的电子传递。（Ⅲ）氰化物、叠氮化物、硫化氢、一氧化碳等，它们阻断细胞色素aa3和氧之间的电子传递。（Ⅳ）萎锈灵、8-羟基喹啉等，它们阻断琥珀酸脱氢酶至CoQ之间的电子传递。
②解偶联作用
解偶联的含义是使氧（电子传递）和磷酸化脱节，或者说使电子传递和ATP形成这两个过程分离，中断它们之间的密切联系，结果电子传递所产生的自由能都变为热能而得不到储存。
二、生物合成抑制剂
杀菌剂对菌体生物合成的抑制，就是抑制菌体生长和维持生命所需要的新细胞物质产生的过程。
其中包括在细胞质中进行的低分子量的化合物如氨基酸、嘌呤、嘧啶和维生素等的合成，在核糖体上进行的大分子化合物如蛋白质的合成，在细胞核中进行的核酸DNA和部分RNA的合成；此外，还包括对菌体的细胞壁和细胞膜组分的干扰和破坏作用。
1、细胞壁组分合成抑制剂
真菌细胞壁的主要组成部分有几丁质和维生素。几丁质是由N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1，4-糖苷键而形成。
杀菌剂对菌体细胞的破坏作用之一是抑制几丁质的生物合成。
抑制的药剂有稻瘟净、异稻瘟净、灰黄霉素、甲基托布津、克瘟散、多氧酶素D、青霉素等等。
异稻瘟净是通过抑制乙酰氨基葡萄糖的聚合而抑制几丁质的合成；多氧酶素D是抑制几丁质合成酶；青霉素则是阻碍了细胞壁上胞壁质（粘肽）的氨基酸结合，使细胞壁的结构受到破坏，表现为原生质体裸露，继而瓦解。
2、细胞膜组分合成抑制剂
菌体细胞膜的主要化学成分为脂类、蛋白质、糖类、水、无机盐和金属离子等。杀菌剂对菌体细胞膜的破坏以及对膜功能的抑制有两种情况，即物理性破坏和化学性抑制。
物理性破坏是指膜的亚单位连接点的疏水链被杀菌剂击断，导致膜上出现裂缝，或者是杀菌剂分子中的饱和烃侧链溶解膜上的脂质部分，使之出现孔隙，于是杀菌剂分子就可以从不饱和脂肪酸之间挤进去，使其分裂开来。
膜结构中的金属桥，由于金属和一些杀菌剂，如N-甲基二硫代氨基甲酸钠螯合而遭破坏。另外，膜上金属桥的正常结构也可被膜亲和力大的离子改变。
化学性抑制是指与膜性能有关的酶的活性及膜脂中的固醇类和甾醇的生物合成受到抑制。
与膜性能有关的酶的活性被抑制，可用两类化合物予以说明。一类是有机磷类化合物，另一类是含铜、汞等重金属的化合物。
有机磷类化合物除了前面述及的抑制细胞壁组分几了质的合成外，还能抑制细胞膜上糖脂的形成。
含铜、汞等重金属的化合物中的金属离子可以与许多成分反应，甚至直接沉淀蛋白质。
3、甾醇合成抑制剂
甾醇合成抑制剂实际上也属于细胞膜组分合成抑制剂。菌体细胞的膜脂类中有一种重要成分，就是甾醇。
如果甾醇合成受阻，膜的结构和功能就要受到损害，最后导致菌体细胞死亡。与杀菌剂有关的主要是麦角甾醇。
麦角甾醇生物合成的步骤很多，其合成抑制剂的种类和数量也很多。但大部分是抑制C14上的脱甲基化反应，故也称之为脱甲基化反应抑制剂。
其抑制过程被认为是在一种叫做多功能氧化酶的催化下进行的。该酶系中辅助因子细胞色素P－450起着重要作用。P－450中重要结构单元铁卟啉环，可以结合氧原子形成铁氧络合物。脱甲基化是氧化脱甲基化过程，该过程就是卟啉铁氧络合物将活泼的氧转移到底物上，如羊毛甾醇的C14的甲基上。
抑制麦角甾醇的生物合成杀菌剂有哌嗪类的嗪氨灵，吡啶类的敌灭啶，嘧啶类的嘧菌醇、氯苯嘧菌醇、氟苯嘧菌醇，唑类的灭菌特、抑霉唑、乙环唑、丙环唑、三唑酮、三唑醇、双苯三唑醇、氟唑醇、烯唑醇、烯效唑、多效唑等。
上述杀菌剂中以三唑类杀菌剂最多，研究表明，主要是分子中三唑环上经sp2杂化的氮原子具有孤对电子，可与铁卟啉的中心铁原子实行原子配位而阻碍铁卟啉铁氧络合物的形成，因而抑制了羊毛甾醇的C14-脱甲基化反应，最终导致了麦角甾醇不能合成。
4、核酸合成抑制剂
核酸是重要的生物大分子化合物，其基本结构单位是核苷酸，核苷酸由核苷和磷酸组成。核苷由戊糖和碱基组成，碱基分为嘌呤碱和嘧啶碱两大类。
核酸在菌体中有很重要的作用，一旦核酸的生物合成受到抑制，菌的生命将会受到严重影响。
药剂对核酸生物合成的影响，按核酸合成的过程来分，主要有两个方面。其一是抑制核苷酸的前体组分结合到核苷酸中去；其二是抑制单核苷酸聚合为核酸的过程。如果按照抑制剂作用的性质不同来分，则又可分为三类：第一类，是碱基嘌呤和嘧啶类似物，它们可以作为核苷酸代谢拮抗物而抑制核酸前体的合成；第二类，是通过与DNA结合而改变其模板功能；第三类，是与核酸聚合酶结合而影响其活力。
①嘌呤和嘧啶类似物
有些人工合成的碱基类似物（杀菌剂或其他化合物）能抑制和干扰核酸的合成。例如6-巯基嘌呤（a）、硫鸟嘌呤（b）、6-氮尿嘧啶（c）、5-氟尿嘧啶（d）、8-氮鸟嘌呤（e）等。
这些碱基类似物在菌体细胞内至少有两方面的作用。它们或者作为代谢拮抗物直接抑制核苷酸生物合成有关的酶类；或者通过掺入到核酸分子中去，形成所谓的“掺假的核酸”，形成异常的DNA或RNA，从而影响核酸的功能而导致突变。
②DNA模板功能抑制剂
某些杀菌剂或其他化合物由于能够与DNA结合，使DNA失去模板功能，从而抑制其复制和转录。有三类起这种作用的药剂：（Ⅰ）烷基化试剂，如二（氯乙基）胺的衍生物、磺酸酯以及乙撑亚胺类衍生物等，它们带有一个或多个活性烷基，能使DNA烷基化。
（Ⅱ）抗生素类，如放线菌素D、灰黄霉素、丝裂霉素等，直接与DNA作用，使DNA失去模板功能。（Ⅲ）某些具有扁平结构的芳香族发色团的染料可以插入DNA相邻碱基之间。例如吖啶环，其大小与碱基相差不大，可以插入双链使DNA在复制中缺失或增添一个核苷酸，从而导致移码突变。
它们也抑制RNA链的起始以及质粒复制。
③核酸合成酶的抑制
核酸是由单核苷酸聚合而成的，这种聚合需有聚合酶的催化。有些杀菌剂能够抑制核苷酸聚合酶的活性，结果导致核酸合成被抑制。例如，抗生素利福霉素和利链菌素等均能抑制细菌RNA聚合酶的活性，抑制转录过程中链的延长反应。
5、蛋白质合成抑制剂
蛋白质的合成在细胞代谢中占有十分重要的地位。蛋白质合成是在核糖体上进行的，它的合成原料是氨基酸，其能量由ATP和GTP提供。杀菌剂抑制蛋白质合成的作用机制大致分三种情况：
①杀菌剂与核糖核蛋白体结合，从而干扰tRNA与mRNA的正常结合。
如放线菌酮的分子与核酸核蛋白体结合，使携带氨基酸的tRNA再不能和核糖核蛋白体结合。氯硝胺、稻瘟散、春雷霉素等均具有这种类似功能。
②间接影响蛋白质合成。杀菌剂与DNA作用，阻碍DNA双链分开。
萎锈灵首先由于抑制菌体细胞内的生物氧化而引起ATP的减少，破坏了蛋白质合成的必要条件之一——能量供给，所以也就阻碍了蛋白质的合成。
③原料的“误认”影响正常蛋白质的合成。
青霉素与丙氨酰丙氨酸的主体结构很相似，后者是细胞壁重要组分粘肽的前身化合物分子结构中的一部分。
由于相似结构的青霉素被误认而掺入“错误的”合成蛋白质中，结果影响正常的蛋白质合成。
④蛋白质合成酶的活性受到抑制。如果催化蛋白质合成的酶其活性受到杀菌剂的抑制，必然也会影响蛋白质的合成。
例如，异氰酸酯类化合物能与某些蛋白质合成酶中的—SH作用，结果抑制了酶的活性。
。收起
