丙酮酸脱氢酶.ppt

第二节杀菌剂的作用方式和机制 一 杀菌剂的作用方式二 杀菌剂的作用机理 一 杀菌剂的作用方式 杀菌剂的作用方式侧重于从宏观层面讨论杀菌剂防治病害的原理 包括是直接作用于病原菌还是寄主的免疫系统 是作用于病原菌的生物氧化还是生物合成 保护 治疗 铲除作用 抗产孢作用 保护作用 治疗作用 铲除作用 抗产孢作用 杀菌剂与病原接触后直接将病原物杀死 杀菌作用有两种特殊的形式即铲除作用和抗产孢作用 铲除作用是指完全抑制或杀死病菌 阻止已经出现的病害症状的进一步扩展 防止病害加重和蔓延 如代森类 石硫合剂 醚菌酯等可直接杀死植物表面的病菌 杀菌作用 抗产孢作用 杀菌剂抑制病菌的繁殖 阻止发病部位形成新的繁殖体 控制病害流行危害 如甲氧基丙烯酸酯类 三唑类抑制白粉菌分生孢子的形成 嘧菌酯强烈抑制卵菌孢子囊的形成 三环唑强烈抑制稻瘟病分生孢子的形成 一般来说铲除作用和抗产孢作用相联系的 抑菌作用 杀菌剂作用于病原后使菌体处于被抑制的状态 具有抑菌作的杀菌剂一般是作用于病原菌的生物合成 抑菌作用的意义 1 病原菌在受抑制过程中作物可以避开易受侵害的敏感期 2 病原菌在受到抑制过程中可能失去侵染植物的能力 抗致病作用 通过影响病原菌的侵染能力或提高寄主的抗病能力而削弱病原菌的致病性 1 抗穿透作用 2 中和病原菌毒素 3 阻止病原菌分泌胞外酶 4 激发植物的抗病性 抗病性物质诱导机理 改变诱导物与植物接受位点的结构而促进识别 阻止抑制物质与接受点或诱导物质结合 防止病菌产生抑制物质 抑制植物抗病性表达 协助激发抗病性物质产生 二 杀菌剂的作用机理 1 对菌体细胞壁和细胞膜的影响 生物氧化的影响 1 1对细胞壁的影响 真菌和细菌的细胞壁由两类物质组成即微纤维和无定型物质 前者包埋在后者中 真菌的微纤维是几丁质和纤维素 细菌则是多糖 杀菌剂主要通过影响几丁质合成酶或转肽酶的活性及细胞膜的功能而影响细胞壁的形成 杀菌剂对真菌细胞壁的影响 杀菌剂对细菌细胞璧的影响 细菌细胞壁主要成分是肽聚糖 称粘肽 肽聚糖是由N 乙酰葡萄糖胺和N 乙酰胞壁酸两种氨基糖经 1 4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架 在N 乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链 肽链之间再由肽桥或肽链联系起来组成一个机械性很强的网状结构 各种细菌细胞壁的肽聚糖支架均相同 但四肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异 肽聚糖的化学结构 革兰阳性菌细胞壁的化学组成 肽聚糖 15 50层 细胞膜 双层脂质蛋白嵌镶 脂质 蛋白质 1 4糖苷键 N 乙酰葡萄糖胺 N 乙酰胞壁酸 四肽链 五肽桥 革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖结构 革兰阳性菌细胞壁结构 膜磷壁酸 革兰阴性菌细胞壁结构 青霉素的作用机理 青霉素结构中的主核6 氨基青霉烷酸 6 APM 与粘肽末端的D 丙氨酰相似 前者竞争性地与转肽酶结合 从而抑制了转肽酶与多糖链的结合 进而破坏细胞壁的形成 青霉噻唑酰基 酶复合物 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁比较 1 2杀菌剂对真菌细胞膜的破坏 细胞膜也称生物膜或质膜 是由类脂 蛋白质和糖类组成 质膜中的类脂也称膜脂 是质膜的基本骨架 膜蛋白质是膜功能的主要体现者 杀菌剂对真菌细胞膜的破坏 有机硫杀菌剂与膜上亚单位联接的疏水键或金属桥结合 重金属元素直接作用与膜上ATP水解酶改变膜的透性 对细胞膜组分甾醇的破坏 如吗啉类 嘧啶类 三氮唑类等 对脂肪酸生物合成的影响 如稻瘟灵 抑制乙酰辅霉A羧化酶 麦角甾醇是膜上重要的脂质 主要存在于植物和真菌的质膜上 是真菌细胞膜的重要组成成分 它在确保膜结构的完整性 膜上结合酶的活性 膜的流动性 细胞活力及物质运输等方面起着重要作用 实践证明甾醇是一个重要的作用靶标 对膜上甾醇合成的影响 目前甾醇抑制剂的品种居杀菌剂之首 其中以三唑酮类活性最强 作用机理是抑制麦角甾醇合成过程中由MFO催化进行的C 14的脱甲基反应而使14 甲基甾醇积累 菌体中毒后菌丝不能伸长 分枝异常 膜结合酶受到影响 从而影响细胞壁的合成 对膜上甾醇合成的影响 麦角甾醇合成 阻止14 脱甲基或 87双键异构化 羊毛甾醇 麦角甾醇 2 对核酸和蛋白质合成的影响 对菌体核酸合成和功能的影响 1 苯莱特 多菌灵等苯并咪唑类杀菌剂形成 掺假 的核酸 2 许多抗生素如放线菌素D等抑制RNA聚合酶的活性 蛋白质合成和功能的影响 如春雷霉素与核糖体40S或30S的小亚基结合 脱氢 氧化磷酸化 三羧酸循环 3 杀菌剂对菌体生物氧化的影响 丙酮酸氧化脱羧形成乙酰 CoA 抑制丙酮酸脱氢 E1 丙酮酸脱氢酶 pyruvatedehydrogenasePDH 催化丙酮酸的脱羧及脱氢 形成二碳单位乙酰基 具有辅基TPP E2 二氢硫辛酸转乙酰基酶 dihydrolipoyltransacetylaseTA 催化二碳单位乙酰基的转移 具有辅基硫辛酸 E3 二氢硫辛酸脱氢酶 dihydrolipoyldehydrogenaseDLD 催化还原型硫辛酸 氧化型 具有辅基FAD 催化此过程的是丙酮酸脱氢酶复合体 它由3种酶有机地组合在一起 整个过程涉及到的6个辅因子 TPP 焦磷酸硫胺素 SSL 硫辛酸 FAD NAD CoA Mg2 等 丙酮酸脱氢酶复合体呈圆球形 每个复合体含有 6个PDH 24个TA 6个DLD其中TA为复合物的核心 它的一条硫辛酸臂可以旋转 丙酮酸脱氢酶复合体 丙酮酸脱氢 氧化 酶系辅酶中的二氢硫辛酸含有两个相邻的巯基 可被重金属 砷 抑制 硫辛酰赖氨酰臂 砷化物共价结合 毒害作用 硫辛酰胺辅基 抑制乙酰辅酶A形成 3 5 ADP 3 5 巯基乙胺 酰胺键 磷酸酯键 泛酸 克菌丹的作用位点是TTP 克菌丹存在时TPP 结构受到破坏 失去转乙酰基的作用 电子传递抑制剂 NADH FMN CoQ Fe S Cytc1 O2 Cytb Cytc Cytaa3 Fe S FMN Fe S 琥珀酸 复合物II 复合物IV 复合物I 复合物III 羧酰替苯胺类 对三羧酸循环的影响 代森类 克菌丹 硫磺 含铜杀菌剂 福美双克菌丹 福美双克菌丹 对氧化磷酸化的影响 氧化磷酸化是指在生物氧化中伴随着ATP生成的作用 有代谢物连接的磷酸化和呼吸链连接的磷酸化两种类型 化学渗透假说 P Mitchell 1961 a 线粒体内膜的电子传递链是一个质子泵b 电子由高能状态传递到低能状态时释放出来的能量 用于驱动膜内侧的H 迁移到膜外侧 内膜对H 是不通透的 在膜内外侧产生了跨膜质子梯度和电位梯度c 在膜内外势能差的驱动下 膜外高能质子沿着一个特殊通道 ATP合酶组成部分 跨膜回到膜内侧 质子跨膜过程中释放的能量 直接驱动ADP和磷酸合成ATP 氧化磷酸化解耦联剂 解耦联剂通常为脂溶性小分子物质且一般含有酸性基团 其作用机理是通过与H 的结合降低细胞膜对H 的阻力 携带H 跨过细胞膜 使膜两侧质子浓度梯度降低 降低后的质子浓度梯度不足以驱动ATP合成酶合成ATP 从而减少了氧化磷酸化作用所合成的能量 2 4 二硝基苯酚的解偶联作用 氧化磷酸化酶抑制剂 氧化磷酸化抑制剂砷 汞 锡 铜等可直接影响ATP酶的活性 导致线粒体内膜外侧H 和内侧的电位差积累而中断电子的传导 寡霉素 oligomycin 可阻止质子从F0质子通道回流 抑制ATP生成 寡霉素 一类类似于链霉菌属的放线菌 Streptomycesdiasta tochro mogenes 所产生的大环内酯抗体络合物 分寡霉素A B C D四种 寡霉素A诱导多种细胞类型的凋亡 使细胞更敏感趋向死亡 也是细胞死亡模型中导致其从凋亡到坏死的的开关 寡霉素具有广泛的生物学特性 包括抗真菌 抗肿瘤和杀线虫的活性 结论 解偶联剂只是没有ATP的生成 呼吸链的氧化仍可进行 氧的吸收或消耗仍可增大 电子传递抑制剂使物质的氧化停止 氧的吸收降低或停止 电子无法传递到末断的氧分子上 杀菌剂对菌体氧化的影响可分成三个阶段或过程 1 抑制脱氢 巯基酶抑制剂 2 抑制电子传递 抗霉素A 3 抑制ATP生成 4