【正文】 示有更多的鈉通道處于開放狀態(tài)） 明顯延長。其中帶 CN基的擬除蟲菊酯類甚至能使鈉通道 長期不關(guān)閉 ，如溴氰菊酯等。延長的鈉電流引起 負后電位 去極化，振幅和時程增加，在負后電位去極化達到興奮閾值時，發(fā)生 重復后放 。引起這樣的重復后放可在神經(jīng)系統(tǒng)的各個部位發(fā)生，特別在突觸的神經(jīng)末端和感覺神經(jīng)元，引起神經(jīng)肌肉痙攣產(chǎn)生超興奮，使運動失調(diào)，最后麻痹死亡。 當擬除蟲菊酯與神經(jīng)膜上的鈉離子通道 結(jié)合 后，個別的鈉離子通道被擬除蟲菊酯變構(gòu)，在去極化期間使 鈉離子通道開啟延長 ，導致鈉 Na+， K+ATP酶也是擬除蟲菊酯類藥劑的靶標之一 。 這種觀點和鈉離子通道靶標學說并不矛盾 。 鈉離子在神經(jīng)細胞內(nèi)外的流動依靠 Na+,K+離子泵 。 Na+,K+ATP酶的基本功能是催化ATP末端磷酸水解 ， 并利用該反應產(chǎn)生的自由能來逆電化學梯度進行 Na+、 K+的主動運輸 ， 從而維持細胞膜內(nèi)外 Na+、 K+離子濃度的相對恒定及滲透壓的平衡 ， 以保證細胞正常的神經(jīng)傳導或物質(zhì)吸收等重要的生理功能 。 當 Na+,K+ATP酶受強烈的抑制時 ， 離子流受抑制 ， 水被吸收 ， 滯留 ， 引起各種谷氨酸鹽及其他神經(jīng)遞質(zhì)的釋放 ， 進而引發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病 。 擬除蟲菊酯作用于鈉通道的同時可能也就抑制了 Na+， K+ATP酶的活性 。 3. 菊酯類殺蟲藥劑的作用機理 另外，擬除蟲菊酯也對多種不同受體產(chǎn)生不同的作用，例如煙堿受體、乙酰膽堿受體、 GABA受體 氯離子載體系統(tǒng)、Ca2+ATP酶 、谷氨酸受體 等。 3. 菊酯類殺蟲藥劑的作用機理 二 、 前突觸毒劑 前突觸膜毒劑是一類主要作用于前突觸膜，即突觸前膜的殺蟲劑。 六六六及環(huán)戊二烯類 ，中毒癥狀大致分為興奮、痙攣、麻痹、死亡等幾個階段 。 六六六和環(huán)戊二烯類殺蟲劑 ：刺激前突觸膜大量釋放乙酰膽堿，造成乙酰膽堿在前后兩個神經(jīng)元的間隙中大量積累，因而阻礙了神經(jīng)元之間的神經(jīng)傳導。 六六六和環(huán)戊二烯類能引起乙酰膽堿大量積累的原因，并非是由于它們對膽堿酯酶抑制作用所造成的，也不是由于它們占領(lǐng)了膽堿受體后使乙酰膽堿未能與受體結(jié)合而造成的乙酰膽堿積累的結(jié)果，而是六六六與環(huán)戊二烯類殺蟲劑 刺激前突觸膜，加強了乙酰膽堿的釋放 。但具體的作用位點尚無定論。 此類殺蟲劑 還為 GABA受體抑制劑 。 三 、 膽堿酯酶抑制劑 （ 一 ） 乙酰膽堿酯酶的結(jié)構(gòu)與功能 1. AChE的基因結(jié)構(gòu)及分子多態(tài)性 所有的脊椎動物及無脊椎動物中的昆蟲，其 AChE均由單個Ace編碼。在不同生物間 Ace結(jié)構(gòu)存在差異。人、鼠等哺乳動物Ace結(jié)構(gòu)相對緊湊， 6個外顯子（基因上含有蛋白質(zhì)編碼信息的部分，每個外顯子均編碼一個完整蛋白質(zhì)的特定部分）、 5個內(nèi)含子（基因中除了外顯子，剩余的 DNA序列就構(gòu)成了內(nèi)含子，內(nèi)含子被轉(zhuǎn)錄成 RNA，但是接著就被剪切掉，因此內(nèi)含子不編碼蛋白質(zhì)。 ）分布在 ；按蚊和黑尾果蠅 Ace由 9個內(nèi)含子和 l 0個外顯子組成，其總長度分別為 23kb和 34kb。 AChE是一大分子糖蛋白，糖基約占總重量的 15％。 AChE按其分子特征可分為球型（對稱型）及尾型（不對稱型）。球型單體 (G1)分子量約 7080kD，單體通過單一的鏈間二硫鍵裝配成二聚體 (G2)，兩個二聚體通過范得華氏力結(jié)合為四聚體(G4)。球型四聚體通過加入三股膠原樣尾而成為尾 (collagenlike tail)型四聚體（ A4）。膠原性尾可通過二硫鍵直接與四聚體中的二聚體相連。每一個尾有三個聯(lián)接點，可分別形成尾型八聚體 (A8)及十二聚體 (A12)。 球形分子依據(jù)其溶解性又可分為兩親分子 (Gamphiphilic)和非兩親分子 (Gnonamphiphilic)。 1. AChE的基因結(jié)構(gòu)及分子多態(tài)性 1. AChE的基因結(jié)構(gòu)及分子多態(tài)性 同一生物的不同 AChE分子，其分子大小、形狀、溶解性等理化性質(zhì)存在差異，但這些不同的酶分子卻具有相同的底物催化特性，其原因在于 AChE氨基端的氨基酸序列在不同酶分子之間完全相同。該相同的氨基酸序列包含了 AChE完成其催化功能所必須的所有氨基酸殘基。因此，該段相同的氨基酸序列也叫做 AChE的催化亞基 。與催化亞基羧基端連接的不同結(jié)構(gòu)域決定著酶分子的類型和酶分子的理化特性。 2. AChE的分布 主要分布在神經(jīng)肌肉組織。 昆蟲：中樞神經(jīng) ；肌肉、血淋巴 脊椎動物：中樞、周圍 神經(jīng)組織中的 AChE主要是球型。 電鰩肌肉中的 AChE幾乎全部為 A12型。哺乳動物肌肉 AChE呈多型性，主要為 A12AChE，也含有其他分子型 AchE。 3. AChE酶蛋白結(jié)構(gòu)和氨基酸組成 AChE是一個異構(gòu)化酶，它有三類作用部位： 催化部位、結(jié)合部位及異構(gòu)化部位 。 催化部位和結(jié)合部位 構(gòu)成該 酶的活性中心 。 催化部位 又叫酯動部位，對乙酰膽堿、有機磷和氨基甲酸酯發(fā)生乙酰化、磷?；桶被柞；荚谶@個部位，這個部位主要是絲氨酸的 OH基； 另外，在催化部位周圍的許多氨基酸殘基都有可能成為 結(jié)合部位 ，主要有陰離子部位、疏水部位、電荷轉(zhuǎn)移復合體部位、靛酚結(jié)合部位、巰基結(jié)合部位等； 異構(gòu)化部位 又叫外周離子部位。 3. AChE酶蛋白結(jié)構(gòu)和氨基酸組成 該催化亞基是由 14個 α 螺旋與 12個 β 折疊片組成的大小為45197。 60197。 65197。的橢球形分子； α 螺旋 、 β 折疊片在晶體中的含量分別為 15％ 、 30％ ， β 折疊片位于橢球形分子的中央而被 α 螺旋所包圍 。 該分子結(jié)構(gòu)最明顯的特點是在球形分子的表面有一向內(nèi)凹陷的又深又窄的 “ 峽谷 ” (ge)，峽谷的深度達到 20 197。，相對于入口處其底部更加擴展。 3. AChE酶蛋白結(jié)構(gòu)和氨基酸組成 AChE的催化中心的 3個氨基酸殘基：第 200位的絲氨酸 (S200)、第 327位的谷氨酸 (G327)、 第 440位的組氨酸 (H440)均位于峽谷內(nèi) ，因此該峽谷也叫做活性中心峽谷 。 峽谷內(nèi)壁四周主要是由 34個疏水的芳基氨基酸組成 ,這些芳基氨基酸殘基在 AChE與底物的結(jié)合過程中起重要作用 ， 其中第 84位的色氨酸 (W84)、 330位的酪氨酸 (Y330)或苯丙氨酸 (F330)、 442位的酪氨酸 (Y442)， 與 G199一起構(gòu)成了 AChE活性中心底物與酶的結(jié)合部位 ， 其親和力主要來源于底物與芳環(huán)上電子的相互作用 。 酶晶體衍射研究的結(jié)果進一步表明 ， 底物與酶分子的結(jié)合部位和催化部位實際上同處于活性峽谷之中；底物與酶的結(jié)合部位主要是由疏水的芳基氨基酸組成 。 在峽谷入口處附近，橢球形分子的外表面主要是由一些帶負電的氨基酸組成。這些帶負電的氨基酸組成了 AChE的外周陰離子部位 (peripheral anionicsite,PAS)。 十二烷雙胺、普羅吩胺等化合物與 PAS部位均有很高的親和力。這些配體結(jié)合于 PAS后，可以改變酶活性中心的立體構(gòu)型，影響酶與底物或與其它配體的親和力。 它的存在可能有助于提高 AChE催化效率：乙酰膽堿進入活性中心之前，先通過靜電吸引結(jié)合于 PAS，然后順勢滑入到峽谷內(nèi)并進一步擴散到活性中心，從而加快底物與活性中心的結(jié)合進程；另外， PAS可能還與高濃度底物對酶活性的抑制作用有關(guān)。 3. AChE酶蛋白結(jié)構(gòu)和氨基酸組成 4 . AChE的功能 Ach是昆蟲膽堿能突觸的神經(jīng)遞質(zhì)，在完成信息傳遞（動作電位）后被 AChE分解 CH3COOC2H4N+(CH3)3 CH3COOH＋ HOC2H4N(CH3)3 反應式： E＋ AX EAX AE A＋ E 第一步 可逆反應 形成復合體 EAX Kd = —— 解離常數(shù)、親和力常數(shù)； K+1結(jié)合速率常數(shù)； K1解離速率常數(shù)； Kd愈小， EAX 愈大 （親合力愈大） H2O AChE K+1 K1 K2 X K3 K+1 K1 第二步 酶乙?；磻?，放出 X（膽堿）取決于 K2， K2速率常數(shù)（ K2 大，易放出 X） 第三步 水解反應 ，脫乙?；磻?，放出乙酸，酶恢復， 水解速率常數(shù) K3， 快，（ 1/幾－ 1/100msec）。 H2O AChE K+1 K1 K2 X K3 CH3COOC2H4N+(CH3)3 CH3COOH＋ HOC2H4N(CH3)3 反應式： E＋ AX EAX AE A＋ E 陰離子部位 疏水基部位 （結(jié)合部位） 電荷轉(zhuǎn)移復合體 吲哚苯基結(jié)合部位 酯動部位 （催化部位） — 絲氨酸羥基 相鄰組氨酸的咪唑基活化絲氨酸－ OH 誘導反應，整個反應很快，僅 2－ 3msec AChE 酶與乙酰膽堿的季銨 基團 N+(CH3)3結(jié)合 （二） OP殺蟲劑對 AChE抑制作用