解析解毒酶系在抗药性形成中的作用

昆虫的解毒酶是一类异质酶系，能够代谢大量的内源或外源底物，这些解毒酶系主要包括：细胞色素P450介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽S一转移酶、水解酶、DDT-脱氯化氢酶。

（一）细胞色素P450介导的多功能氧化酶 细胞色素P450介导的多功能氧化酶是昆虫体内参与各类杀虫剂以及其他外源性和内源性化合物代谢的主要解毒酶系。

1．细胞色素P450 细胞色素P450是多功能氧化酶系的末端氧化酶，最早由美国威廉姆斯G. R. Williams在研究肝微粒体

细胞色素bs的氧化一还原动力学时发现的一种特殊的色素蛋白，因其还原型能与CO结合形成区别于其他色素蛋白的450nm特征吸收峰而得名。P450酶系的主要组分包括2种细胞色素（细胞色素P450和细胞色素b。）、2种黄素蛋白（NADPH-细胞色素P450还原酶和NADH-细胞色素b。还原酶）以及磷脂等，其中细胞色素P450和细胞色素P450还原酶起中心作用。昆虫的中肠、脂肪体、马氏管甚至头壳中都发现有P450。

2．细胞色素P450参与的化学反应 一般认为P450多功能氧化酶系是杀虫剂抗性的主要机制之一，它能够与多种外源他合物相作用，其作用机制是将一个氧分子中的一个氧原子还原成水，而将另一个氧原子与底物结合，并由NADPH-细胞色素P450还原酶提供电子。反应式如下：

02 NADPH H —— ROH Hz0 NADP

细胞色素P450所参与的反应可分为以下4类。

(1)O一、S-及N-脱烷基作用 在杀虫剂中，氧、硫、氮原子与烷基相连接时便是多功能氧化酶系的靶子，由于氧及硫的负

电性较强，反应结果是将烷基脱掉。

(2)烷基和芳基的羟基化作用 多功能氧化酶系可以将氨基甲酸酯类杀虫剂苯环.f二的烷羝和拟除虫菊酯类杀虫剂三环上的烷基羟基化。

(3)环氧化作用 多功能氧化酶系可将杀虫剂结构中的～CH-CH-双键变成环氧化合物。

(4)增毒代谢作用 这类氧化作用为增毒代谢，其产物可进一步代谢为无毒化合物，它可将硫代磷酸酯类化合物P=S氧化为磷酸酯P=O，将有机磷杀虫剂及其他杀虫剂中硫醚（～s一）代谢为亚砜及砜的化合物。将烟碱中的氮氧化代谢后生成烟碱一1一氧化物。

许多研究表明，多功能氧化酶系正是以上述4类反应参与杀虫剂的代谢，其中前3类代谢可使杀虫剂降低或失去杀虫活性，从而使昆虫产生了严重的抗药性。

3．与抗药性的关系 代谢抗性的化学本质是杀虫剂代谢活性的增强，归因于相关酶在含量及活性上的改变，P450引起的对杀虫剂代谢增强是昆虫产生抗药性最主要的机制之一，也是害虫产生交互抗性的主要机制。根据已有的研究结果认为，P450加单氧酶介导的昆虫抗性可能机制包括：P450的超量表达、氨基酸替换、P450超量表达和氨基酸替换联合作用。

P450基因是一个超家族，现已发现其包含36个基因家族，其中的CYP6.CYP4. CYP9.CYP12家族与昆虫的抗药性有关。