第二节第二节 杀菌剂的作用方式和机制杀菌剂的作用方式和机制一、杀菌剂的作用方式一、杀菌剂的作用方式二、杀菌剂的作用机理二、杀菌剂的作用机理 一、杀菌剂的作用方式一、杀菌剂的作用方式杀菌作用：杀菌作用： 杀菌剂与病原接触后直接将病原物杀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方式即根除作用和抗产孢作用作用有两种特殊的方式即根除作用和抗产孢作用 根除作用是指完全抑制或杀死病菌，阻止曾经出现根除作用是指完全抑制或杀死病菌，阻止曾经出现的病害的病害 病症的进一步扩展，防止病害加重和蔓延病症的进一步扩展，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如代森类、石硫合剂、醚菌酯等可直接杀死植物外表的病菌外表的病菌 抗产孢作用：杀菌剂抑制病菌的繁衍，阻止发病部位构成新的繁衍体，控制病害流行危害如甲氧基丙烯酸酯类、唑类抑制白粉菌分生孢子的构成；嘧菌酯剧烈抑制卵菌孢子囊的构成;三环唑剧烈抑制稻瘟病分生孢子的构成 根除作用和抗产孢作用是有联络的具有抗产孢作用的杀菌剂普通就是根除剂但有些根除剂并不是抗产孢剂 抑菌作用抑菌作用杀菌剂作用于病原后使菌体处于被抑制的形状。
具有抑菌作的杀菌剂作用于病原后使菌体处于被抑制的形状具有抑菌作的杀菌剂普通是作用于病原菌的生物合成杀菌剂普通是作用于病原菌的生物合成抑菌作用的意义：抑菌作用的意义： 1. 1.病原菌在受抑制过程中作物可以避开易受损害的敏感期；病原菌在受抑制过程中作物可以避开易受损害的敏感期； 2. 2.病原菌在遭到抑制过程中能够失去侵染植物的才干；病原菌在遭到抑制过程中能够失去侵染植物的才干； 3. 3.抑菌作用的概念是内吸性杀菌剂的开发成为能够抑菌作用的概念是内吸性杀菌剂的开发成为能够 抗致病作用抗致病作用 经过影响病原菌的侵染才干或提高寄主的经过影响病原菌的侵染才干或提高寄主的抗病才干而减弱病原菌的致病性抗病才干而减弱病原菌的致病性 1.抗穿透作用；抗穿透作用； 2. 中和病原菌毒素；中和病原菌毒素； 3.阻止病原菌分泌胞外酶；阻止病原菌分泌胞外酶； 4.激发植物的抗病性激发植物的抗病性 抗病性物质诱导机理抗病性物质诱导机理p改动诱导物与植物接受位点的构造而促进识别；改动诱导物与植物接受位点的构造而促进识别；p阻止抑制物质与接受点或诱导物质结合；阻止抑制物质与接受点或诱导物质结合；p防止病菌产生抑制物质〔抑制植物抗病性表达防止病菌产生抑制物质〔抑制植物抗病性表达〕〕p协助激发抗病性物质产生。
协助激发抗病性物质产生 细胞壁细胞膜的合成细胞内生物合成生物氧化生物氧化间接作用间接作用二、杀菌剂的作用机理二、杀菌剂的作用机理 8 Mechanisms of Fungicide Action 1.对菌体细胞壁和细胞膜的影响对菌体细胞壁和细胞膜的影响生物氧化的影响1.11.1对细胞壁的影响对细胞壁的影响 真菌和细菌的细胞壁由两类物质组成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，前者包埋在后即微纤维和无定型物质，前者包埋在后者者中中真真菌菌的的微微纤纤维维是是几几丁丁质质和和纤纤维维素素，，细细菌菌那那么么是是多多糖糖杀杀菌菌剂剂主主要要经经过过影影响响几几丁丁质质合合成成酶酶或或转转肽肽酶酶的的活活性性及及细细胞胞膜膜的功能而影响细胞壁的构成的功能而影响细胞壁的构成 杀菌剂对真菌细胞壁的影响杀菌剂对真菌细胞壁的影响 杀菌剂对细菌细胞璧的影响杀菌剂对细菌细胞璧的影响细菌菌细胞壁主要成分是胞壁主要成分是肽聚糖聚糖,称粘称粘肽肽聚糖聚糖是由是由N-乙乙酰葡萄糖胺和葡萄糖胺和N-乙乙酰胞壁酸两种氨基胞壁酸两种氨基糖糖经β-1.4糖苷糖苷键衔接接间隔隔陈列构成的多糖支架列构成的多糖支架。
在在N-乙乙酰胞壁酸分子上胞壁酸分子上衔接四接四肽侧链，，肽链之之间再由再由肽桥或或肽链联络起来起来组成一个机械性很成一个机械性很强的网状构造各种的网状构造各种细菌菌细胞壁的胞壁的肽聚糖支架聚糖支架均一均一样，但四，但四肽侧链的的组成及其成及其衔接方式随菌接方式随菌种而异 肽聚糖的化学构造肽聚糖的化学构造 革革兰阳性菌阳性菌细胞壁的化学胞壁的化学组成成肽聚糖〔聚糖〔15-50层〕〕细胞膜〔双胞膜〔双层脂脂质 蛋白嵌蛋白嵌镶〕〕脂质脂质蛋白质蛋白质β-1,4β-1,4糖苷糖苷键键N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸四肽链四肽链五肽桥五肽桥 革兰阴性菌细胞壁肽聚糖化学构造革兰阴性菌细胞壁肽聚糖化学构造N-乙乙酰胞壁酸胞壁酸N-乙乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺β-1.4β-1.4糖苷糖苷键键四四肽侧链m-m-二氨基庚二酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸 青霉素的作用机理青霉素的作用机理 青霉素构造中的主核青霉素构造中的主核6-氨基青霉氨基青霉烷酸〔酸〔6-APM〕与粘〕与粘肽末端的末端的D—丙氨丙氨酰类似，前似，前者者竞争性地与争性地与转肽酶结合，从而抑制了合，从而抑制了转肽酶与多糖与多糖链的的结合，合，进而破坏而破坏细胞壁的胞壁的构成。
构成青霉青霉噻唑酰基基—酶复合物复合物 革革兰阳性菌阳性菌细胞壁胞壁肽聚糖化学构造聚糖化学构造N-乙乙酰胞壁酸胞壁酸N-乙乙酰葡萄糖胺葡萄糖胺四四肽侧链β-1.4β-1.4糖苷糖苷键键五五肽交交联桥溶菌溶菌酶作用点作用点青霉素作用点青霉素作用点 1.2 1.2 杀菌剂对真菌细胞膜的破坏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、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蛋白质和糖类组成质膜中的类脂也称膜脂，是质膜的根本骨架，膜蛋白质是膜功脂，是质膜的根本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要表达者能的主要表达者 杀菌剂对真菌细胞膜的破坏杀菌剂对真菌细胞膜的破坏p 有机硫杀菌剂与膜上亚单位联接的疏水键或金属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桥结合；重金属元素直接作用与膜上ATP水解酶水解酶改动膜的透性改动膜的透性;p对细胞膜组分甾醇的破坏，如吗啉类、嘧啶类、对细胞膜组分甾醇的破坏，如吗啉类、嘧啶类、三氮唑类等三氮唑类等p对脂肪酸生物合成的影响，如稻瘟灵对脂肪酸生物合成的影响，如稻瘟灵,抑制乙酰辅抑制乙酰辅霉霉A羧化酶。
羧化酶 麦角甾醇是膜上重要的脂质，主要存在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，它在确保膜构造的完好性、重要组成成分，它在确保膜构造的完好性、膜上结合酶的活性、膜的流动性、细胞活膜上结合酶的活性、膜的流动性、细胞活力及物质运输等方面起着重要作用力及物质运输等方面起着重要作用 实际实际证明甾醇是一个重要的作用靶标证明甾醇是一个重要的作用靶标对膜上甾醇合成的影响对膜上甾醇合成的影响 目前甾醇抑制目前甾醇抑制剂的种的种类居居杀菌菌剂之首其中以三其中以三唑酮类活性最活性最强作用机理是抑作用机理是抑制麦角甾醇合成制麦角甾醇合成过程中由程中由MFO催化催化进展的展的C-14的脱甲基反响而使的脱甲基反响而使14—а—甲基甾醇甲基甾醇积累菌体中毒后菌累菌体中毒后菌丝不能伸不能伸长、分枝异常、、分枝异常、膜膜结合合酶遭到影响，从而影响遭到影响，从而影响细胞壁的合胞壁的合成对膜上甾醇合成的影响对膜上甾醇合成的影响 麦角甾醇合成•阻止14α—脱甲基或△8 7双键异构化 羊毛甾醇羊毛甾醇 麦角甾醇麦角甾醇 2.对核酸和蛋白质合成的影响p对菌体核酸合成和功能的影响菌体核酸合成和功能的影响: :p 〔〔1 1〕苯莱特、多菌灵等苯并咪〕苯莱特、多菌灵等苯并咪唑类杀菌菌剂构构成成 “ “掺假〞的核酸；假〞的核酸；p 〔〔2 2〕〕许多抗生素如放多抗生素如放线菌素菌素D D等抑制等抑制RNARNA聚合聚合酶的活性；的活性；p蛋白蛋白质合成和功能的影响合成和功能的影响: : p 如春雷霉素与核糖体如春雷霉素与核糖体40S40S或或30S30S的小的小亚基基结合；合；p 脱氢脱氢氧化磷酸化氧化磷酸化三羧酸循环三羧酸循环 3.杀菌剂对菌体生物氧化的影响杀菌剂对菌体生物氧化的影响 丙酮酸氧化脱羧构成乙酰丙酮酸氧化脱羧构成乙酰-CoA抑制丙酮酸脱氢抑制丙酮酸脱氢 E1 —— E1 —— 丙丙酮酸脱酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase PDH)(pyruvate dehydrogenase PDH)。
催催化化丙丙酮酸酸的的脱脱羧及及脱脱氢，，构构成成二二碳碳单位位乙乙酰基基具具有有辅基基TPPTPPE2 E2 —— —— 二二 氢 硫硫 辛辛 酸酸 转 乙乙 酰 基基 酶 (dihydrolipoyl (dihydrolipoyl transacetylase transacetylase TA)TA)催催化化二二碳碳单位位乙乙酰基基的的转移移具具有有辅基基硫辛酸E3 E3 —— —— 二二氢硫硫辛辛酸酸脱脱氢酶(dihydrolipoyl (dihydrolipoyl dehydrogenase dehydrogenase DLD)DLD)催化复原型硫辛酸催化复原型硫辛酸→→氧化型具有氧化型具有辅基基FADFAD催化此催化此催化此催化此过过程的是丙程的是丙程的是丙程的是丙酮酮酸脱酸脱酸脱酸脱氢酶氢酶复合体，它由复合体，它由复合体，它由复合体，它由3 3 3 3种种种种酶酶有机地有机地有机地有机地组组合在一同：合在一同：合在一同：合在一同： 整个过程涉及到的整个过程涉及到的6 6个辅个辅因子：因子：TPP(TPP(焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素) )、、SSL(SSL(硫辛酸硫辛酸) )、、FADFAD、、NAD+NAD+、、CoACoA、、Mg2+Mg2+等。
丙等丙酮酸脱氢酶复合体呈圆球酮酸脱氢酶复合体呈圆球形，每个复合体含有：形，每个复合体含有：6 6个个PDHPDH、、2424个个TATA、、6 6个个DLDDLD其中其中TATA为复合物的中心，为复合物的中心，它的一条硫辛酸臂可以旋它的一条硫辛酸臂可以旋转 丙酮酸脱氢〔氧化〕酶系辅酶中的二氢丙酮酸脱氢〔氧化〕酶系辅酶中的二氢硫辛酸含有两个相邻的巯基硫辛酸含有两个相邻的巯基, ,可被重金属可被重金属〔砷〕抑制〔砷〕抑制硫辛硫辛酰胺胺辅基基硫辛硫辛酰赖氨氨酰臂臂砷化物共价砷化物共价结合合- -毒害作用毒害作用 抑制乙酰辅酶抑制乙酰辅酶A构成构成3`.5`-ADP3`3`5`5`巯基乙胺基乙胺酰胺键磷酸酯键泛酸泛酸 克菌丹的作用位点是克菌丹的作用位点是TTP.克菌丹存在时克菌丹存在时TPP+构造遭到破坏，失去转乙酰基的作用构造遭到破坏，失去转乙酰基的作用 电电子子传传送送 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素抗霉素A甲氧基丙甲氧基丙烯酸酯类烯酸酯类氰化物氰化物CO羧酰替苯胺类羧酰替苯胺类 对三羧酸循环的影响对三羧酸循环的影响代森类代森类克菌丹克菌丹硫磺硫磺含铜杀菌剂含铜杀菌剂福美双克菌丹福美双克菌丹福美双克菌丹福美双克菌丹 对氧化磷酸化的影响对氧化磷酸化的影响 氧化磷酸化是指氧化磷酸化是指在生物氧化中伴随着在生物氧化中伴随着ATP生成的作用。
有生成的作用有代谢物衔接的磷酸化代谢物衔接的磷酸化和呼吸链衔接的磷酸和呼吸链衔接的磷酸化两种类型化两种类型 化学浸透假化学浸透假说〔〔P.MitchellP.Mitchell，，1961 1961 〕：〕：a.a.线粒体内膜的粒体内膜的电子子传送送链是一个是一个质子子泵b.b.电子子由由高高能能形形状状传送送到到低低能能形形状状时释放放出出来来的的能能量量，，用用于于驱动膜膜内内侧的的H+H+迁迁移移到到膜膜外外侧〔〔内内膜膜对H+H+是是不不通通透透的的〕〕，，在在膜膜内内外外侧产生了跨膜生了跨膜质子梯度子梯度 和和电位梯度位梯度c.c.在在膜膜内内外外势能能差差的的驱动下下，，膜膜外外高高能能质子子沿沿着着一一个个特特殊殊通通道道〔〔ATPATP合合酶组成成部部分分〕〕，，跨跨膜膜回回到到膜膜内内侧质子子跨跨膜膜过程程中中释放放的的能量，直接能量，直接驱动ADPADP和磷酸合成和磷酸合成ATPATP 氧化磷酸化解耦联剂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普解耦联剂通常为脂溶性小分子物质且普通含有酸性基团通含有酸性基团, ,其作用机理是经过与其作用机理是经过与H+H+的的结合降低细胞膜对结合降低细胞膜对H+H+的阻力的阻力, ,携带携带H+H+跨过细跨过细胞膜胞膜, ,使膜两侧质子浓度梯度降低。
降低后使膜两侧质子浓度梯度降低降低后的质子浓度梯度缺乏以驱动的质子浓度梯度缺乏以驱动ATPATP合成酶合成合成酶合成ATP,ATP,从而减少了氧化磷酸化作用所合成的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酶抑制剂 氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂 砷、砷、汞、锡、铜等可直接影响汞、锡、铜等可直接影响ATP酶的活性，导致线粒体酶的活性，导致线粒体内膜外侧内膜外侧H+和内侧的电位差和内侧的电位差积累而中断电子的传导积累而中断电子的传导 结 论p解偶联剂只是没有解偶联剂只是没有ATPATP的生成，呼吸链的氧化仍可进展，氧的的生成，呼吸链的氧化仍可进展，氧的吸收或耗费仍可增大吸收或耗费仍可增大p电子传送抑制剂使物质的氧化停顿，氧的吸收降低或停顿〔电子传送抑制剂使物质的氧化停顿，氧的吸收降低或停顿〔电子无法传送到末断的氧分子上〕电子无法传送到末断的氧分子上〕p 杀菌剂对菌体氧化的影响可分成三个阶段或过程：杀菌剂对菌体氧化的影响可分成三个阶段或过程：p〔〔1 1〕抑制脱氢〔巯基酶抑制剂〕〕抑制脱氢〔巯基酶抑制剂〕p〔〔2 2〕抑制电子传送〔抗霉素〕抑制电子传送〔抗霉素A A〕〕p〔〔3 3〕抑制〕抑制ATPATP生成生成 4.无杀菌毒性化合物的作用机理无杀菌毒性化合物的作用机理 此类化合物在植物上足以防病的浓度下对此类化合物在植物上足以防病的浓度下对病原菌本身没有或几乎没有毒性。
现已明病原菌本身没有或几乎没有毒性现已明确的机理有如下三个方面：确的机理有如下三个方面：直接阻止病原菌侵入直接阻止病原菌侵入植物的组织或不能在植物的组织或不能在植物的组织中定植；植物的组织中定植；〔黑色素抑制剂〕〔黑色素抑制剂〕干扰病菌致病的关键干扰病菌致病的关键因子到达减弱病菌致因子到达减弱病菌致病的才干〔真菌毒病的才干〔真菌毒素或酶的活性〕素或酶的活性〕诱发或刺激植物诱发或刺激植物特定的抗性机制特定的抗性机制 。