유기 인과 카바 메이트는 아세틸콜린과 아세틸콜린의 반응과 매우 비슷하다.
유기 인 살충제와 아세틸콜린 에스테라아제의 반응식은 다음과 같습니다
PX 는 유기 인 농약, X 는 측쇄 부분 (예: 대산소인 중 E 는 에이치, Kd 는 해리 상수 (또는 친화상수), K2 는 인산화 반응률 상수, 때로는 Kp, K3 은 탈인산 가수 분해율 상수 또는 효소 활성 상수입니다. 반응이 시작되면 유기인산에스테르는 먼저 효소와 복합물 (PX) 을 형성한 다음 X 를 분리한 후 인산화 효소 (PE) 를 형성한 다음 탈인산화 작용을 통해 AChE 를 회수한다. 이 중 K3 단계가 가장 느립니다.
우레탄 살충제의 반응 절차는 위와 똑같다. 반응식은 다음과 같습니다
카바 메이트 (CX) 는 먼저 효소 (CX) 와 복합물을 형성한 다음 X 를 분리하여 아미노밀효소 (CE) 를 형성하고, 마지막으로 아미노밀효소는 복원효소를 가수 분해한다. K3 단계는 아세틸 화 효소 가수 분해보다 느리지만 인산화 효소 가수 분해보다 훨씬 빠릅니다. 일반적으로 AChE 활성의 50% 를 회복하는 데 20 분이 소요됩니다.
효소와 농약이 반응하는 세 단계에 따르면, 그 반응 메커니즘은 아래와 같이 소개된다.
(1) 은 가역적인 복합물을 형성한다. Kd 는 오랫동안 연구해왔습니다. 복합체가 형성되고 사라지는 시간이 짧기 때문에 일반 실험 조건에서는 복합체를 얻기가 어렵다. 그래서 복합물의 존재는 여러 해 동안 논쟁을 벌였다. Main 과 Iversion 1966 은 특수 반응 탱크로 억제제와 AChE 의 반응을 테스트하여 1 ~ 10s 의 착물을 얻었다. 하트와 O'Brien 은 오실로스코프를 사용하여 반응 시간을 기록하고 다양한 억제제의 Kd 와 K2 값을 얻습니다. 복합체는 몇 ms 에서 2s 까지 존재합니다. 각종 조건 하에서나 화학역학 분석에서 효소와 억제제가 원자가 결합을 형성하기 전에 복합물로 결합되는 것으로 밝혀졌다.
(2) 아 실화 반응. 유기 인과 카바 메이트 살충제는 모두 아 실화 반응을 통해 아세틸 콜린 에스테라아제를 억제하여 인산화 효소와 아미노메틸화 효소를 형성한다.
(3) 효소의 부활. 억제된 아세틸콜린 에스테라아제는 주로 가수 분해에 의존하여 효소의 활성화를 회복한다. 효소 재활제를 사용하지 않으면 인산화효소의 회복이 매우 느리다. 예를 들어 토끼 적혈구의 AChE, 이메틸화합물이 억제될 때 형성된 이메틸인산화효소, 37 C 에서 50% 활성을 회복하려면 80min 이 필요하고, 이에틸 인산화효소는 500min 이 필요하고, 이프로필 인산화효소는 기본적으로 회복할 수 없다. 집파리 머리의 아세틸콜린 에스테라아제는 체내에서는 회수할 수 있지만, 체외에서 인산화효소를 회수할 수는 없다. 암모니아밀효소의 회복활성성이 비교적 빠르다. 소 적혈구의 50% 인 암모니아밀효소 활성은 65438 09min (PH7, 38 C), 집파리의 머리는 24 min (pH 8, 30 C), 벌의 머리는 26 min (pH 8, 30 C) 이 필요하다
고등동물에서 억제된 AChE 는 화학약물에 의해 신속히 회복될 수 있으며, 일부 약물은 이미 고등동물 유기 인 중독의 치료약으로 사용되었다. 이러한 약물은 모두 친핵 시약, 인산화 효소의 인 원자를 공격하여 대체하는 역할을 한다. 통증이 억제되었을 때의 단계를 좋아합니다. 효소 (E) 는 유기인산에스테르 (PX) 의 X 기단을 대체하고, 친핵 시약 (A) 는 P 를 대체하며, 반응 과정은 간단하게 표현될 수 있다.
E+PX→PE+X
PE+A→P+EA
EA 불안정으로 인해 효소 (E) 는 친핵 A 와 빠르게 분리되고 효소의 활성은 완전히 회복된다.
초기 연구의 친핵 시약 메틸아민 (NH2OH) 은 약한 AChE 회복제이다. 예를 들어, 히드 록실 아민 회복 효소 활성은 자연 회복보다 10% 증가했다. 암모니아밀화효소에 대한 효과가 더 좋아 K3 단계 수해율을 7 배로 높일 수 있다. 히드 록실 아민 자체가 너무 독성이 강하여 치료제로 사용할 수 없기 때문에 후속 연구에 따르면 피리딘 -2- 포름 알데히드 옥심 (2-PAM) 은 인산화 효소의 효과적인 부활제입니다. 그러나 p- 암모니아메틸화 효소는 효소를 부활시킬 수 없다.
(4) 효소의 노화. 노화는 인산화효소에서만 발생하고, 암모니아메틸화효소는 노화 문제를 발견하지 못했다. 노화란 인산화 효소가 회복 과정에서 다른 구조로 전환되어 히드 록실 아민이 효소의 활성을 회복하지 못하게 하는 것을 말한다. 예를 들어, 부틸 콜린 에스테라아제 디 에틸 포스 포 아 실화는 억제 시작 후10 분 이내에 히드 록실 아민으로 90% 의 활성을 회복 할 수 있으며, 24 시간 후에 히드 록실 아민을 사용하면 효소 회복 활성은 10% 보다 작을 것이다.
노화의 원인은 인산화효소의 탈탄기 반응으로, 반응식은 다음과 같다.
인산화 효소는 자발적으로 메탄기를 제거하여 음이온이 있는 단탄기 인산화 효소가 될 수 있다. AChE 는 음전하를 띠기 때문에 히드 록실 아민 등 친핵 시약 에 민감하지 않아 부활할 수 없다. 베렌데스 등은 1959 에서 탈탄기 반응을 확인했다. 말 혈장 속 부탄콜린 에스테라아제는 방사성 동위원소로 표시된 이이소 프로필 브롬인산에 의해 억제되어 이프로필 인산화효소를 형성한다. 구조는 다음과 같다.
2-PAM 으로 처리한 후 효소의 회수율은 이프로필 인산화효소의 성장률과 거의 같다는 것을 발견했다. 동시에, 그것은 또한 이소 프로필 포스 포 아실이 실제로 효소와 결합된다는 것을 확인했습니다.
인산화효소의 노화 속도는 인산기의 메탄기와 관련이 있다. 소수의 화합물만이 인산화 효소를 형성한 후 빠르게 노화효소로 변한다. 예를 들어, 유기 인 신경 가스 (소만) O- 1, 2,2-트리메틸 프로필 메틸 플루오린인산에스테르는 소 적혈구의 AChE 를 억제한 후 3.2min 내에서 50% 노화되고, 예를 들어 이에틸아민에 의해 인을 흡수한다. 다람쥐 적혈구의 AChE 가 억제되면 디 에틸 인산화 효소의 50% 가 노화 효소로 전환되는 데 36 시간, 디 이소 프로필 인산화 효소의 50% 가 노화 효소로 전환되는 데 4 시간 밖에 걸리지 않는다.
(5) 중독 및 치료. 유기 인과 우레탄 농약은 동물 신경계의 아세틸콜린 에스테라아제를 억제한다. 오랫동안 효소 활성을 회복할 수 없다면 동물의 사망을 초래할 수 있다. 사망 원인은 종종 호흡곤란 때문에 질식하는 경우가 많다. 척추동물 실험은 네 가지 다른 상황을 발견했다: 1 기관지가 막히고 공기 흡입이 막혔다. ② 혈압 강하; ③ 횡격막 신경 근육 접합이 막혔다. ④ 뇌의 호흡 중추에 문제가 있다. 예를 들어 실험동물 중독, 호흡 중추부전, 고양이 기관지 경색, 토끼 횡격막 부전 등이 있다. 이러한 증상들은 동물을 호흡곤란 질식시켜 죽게 한다.
척추동물 중독을 치료하는 두 가지 방법이 있다. 하나는 약물로 과다한 아세틸콜린에 저항하는 작용을 하는데, 이를 생리항제라고 하며, 흔히 쓰이는 약은 아트로핀이다. 두 번째는 가능한 한 빨리 효소의 기능을 회복하는 것으로 중독효소의 부활제 (부활제라고도 함) 라고 한다. 2-PAM 약물은 유기 인 농약 중독에 사용될 수 있습니다. 이 두 가지 방법 모두 곤충에게 효과가 없다. 곤충의 콜린성 시냅스가 중추신경계인 뇌와 신경절, 이온형 또는 해리형 화합물 2-PAM 과 아트로핀은 중추신경계에 도달하기 어렵기 때문인 것 같다.
아세틸콜린 에스테라아제의 부활제는 주로 2-PAM 약품으로, 현재 두 가지 약이 있습니다.
① 포스파티딜입니다. 화학명은 피리딘 -2- 포름알데히드 요오드 메탄으로 불리며, 약칭 2-PAM-I 입니다. 포유류에게는 독성이 거의 없다. 다람쥐 경구 LD50 값은 4000mg/kg 체중, 정맥 LD50 값은 159mg/kg 체중입니다.
피리딘 2 알데히드 옥심 요오드 메탄
메틸 클로피옥심
② 염화인 아미드. 피리딘 -2- 포름 알데히드 옥심 클로로 메탄, 약칭 2-PAM-Cl. 다람쥐 경구 LD50 값은 4 100mg/kg 체중, 정맥 LD50 값은 95mg/kg 체중입니다.
이 두 가지 부활제는 유기 인 중독에 효과적이며, 카바 메이트 살충제 중독에는 효과가 없다. 실험에 따르면, 이 두 종류의 회복기는 시비인 중독된 개를 치료할 수 없을 뿐만 아니라, 오히려 시비인의 개에 대한 독성을 증가시켰다. 포스파티딜과 chlorpyrifos 는 수용체가 아닌 효소에 작용합니다. 이들은 고등동물의 혈뇌 장벽에 의해 차단된 이온 화합물로 중추신경계에 들어갈 수 없기 때문에 뇌에서 억제된 콜린 에스테라아제 (AChE 포함) 의 활성을 회복할 수 없다.
아트로핀은 독성 시냅스로 인한 증상을 치료하는데 효과적이며, 인정치료는 외주신경니코틴 시냅스를 치료하는 데 효과적이므로, 이 두 가지를 함께 사용하는 것이 최선의 치료 방안이다.