【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）他汀類藥物抗昆蟲效果試驗及血漿藥代動力學(xué)研究預(yù)防獸醫(yī)學(xué)碩士論文

密級： 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩士 學(xué)位論文 他汀類藥物抗昆蟲效果試驗及血漿藥代動力學(xué)研究 of in he of in I 摘 要 昆蟲保幼激素是 一種可 調(diào)控昆蟲生長發(fā)育的 關(guān)鍵的內(nèi)分泌激素， 它的體內(nèi)合成分為兩大步驟進行，其第一步驟是經(jīng)典的甲羥戊酸合成途徑。甲羥戊酸也是合成膽固醇關(guān)鍵的第一步，它是合成膽固醇和其它活性萜類化合物的關(guān)鍵性中間產(chǎn)物。在甲羥戊酸合成過程中 3()3()戊二酰 原酶是起限速作用的關(guān)鍵 酶，一旦抑制了該酶的活性，整個合成途徑也將被切斷。 他汀類藥物就是 它 和 者的抑制能力要高于后者的結(jié)合能力 10,000倍以上，因此用他汀類藥物可阻斷甲羥戊酸的合成，因而也可以阻斷保幼激素的合成。由此我們產(chǎn)生了用他汀類藥物抑制昆蟲的生長發(fā)育，從而達到防治昆蟲的目的這樣一個新穎的應(yīng)用設(shè)想，我們進行了一系列試驗初步證實了這一新理念的可行性。采用果蠅、牛皮蠅進行了藥效試驗。 試驗表明，在飼料中添加 1g/果蠅的生長發(fā) 育就可被有效抑制；感染皮蠅蛆的牦牛一次口服 100染率 成功率 可從 80下降到 40，感染強度從 驗結(jié)果表明 ,較小劑量的他汀類藥物對昆蟲的生長發(fā)育具有顯著的抑制作用 ,可以作為一種抗農(nóng)畜有害昆蟲的新概念藥物開發(fā)利用，具有自主知識產(chǎn)權(quán)和重要的創(chuàng)新性。研究還建立了比格犬血漿中洛伐他汀藥物濃度的液相色譜 S/法。洛伐他汀標(biāo)準(zhǔn)添加濃度與峰面積成正比的工作曲線相關(guān)系數(shù)r=出限為 收率范圍為 具有較 高的靈敏度和專屬特異性可滿足低濃度藥物測定及藥代動力學(xué)研究的需要。初步的血漿藥代動力學(xué)研究也對他汀類藥物作為一種控制農(nóng)畜有害昆蟲的新概念藥物的可行性和藥物使用劑量、開發(fā)劑型提供了重要的參考數(shù)據(jù)。他汀類藥物的應(yīng)用將 為生物技術(shù)控制農(nóng)畜有害昆蟲開創(chuàng)一條全新的途徑。 關(guān)鍵詞 保幼激素 ，甲羥戊酸途徑，他汀類藥物， 液相色譜 he is is is an in of 3 (an in VA VA of VA be is an a of s is 0,000 s to VA it he So we of of to of by a of in g/mL an on 00mg in 0% 0% .8 of so it as a to in is an a S) a of r) mL; to of of in to of as a a to in S 錄 第一章 緒論 1 蟲劑的發(fā)展 1 1 1 2 汀類藥物 4 4 5 蟲保幼激素的合成 7 幼激素的主要作用 11 相色譜 S) 13 第二章 實驗部分 14 言 14 效試驗 14 14 17 液相色譜 S/定犬血漿中的洛伐他汀 18 18 19 23 27 第三章 討 論 28 汀類藥物對保幼激素合成的抑制作用 28 伐他汀的藥效試驗 28 28 29 血漿中洛伐他汀濃度的測定 29 汀類藥物在畜牧業(yè)的發(fā)展前景 30 第四章 全文結(jié)論 31 參考文獻 32 附錄 38 致謝 41 作者簡歷 42 文縮略表 英文縮寫 英文全稱 中文名稱 數(shù)致死量 蟲生長調(diào)節(jié)劑或抑制劑 幼激素 幼激素類似物 幼激素酸 () 3()3()戊二酰() 原酶 原型尼克煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，還原型 輔酶 克煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶 羥戊酸 異戊烯基焦磷酸 法呢基焦磷酸 法呢醇 呢醛 FA 呢酸 MF 基法呢 酯 射性免疫測定（分析） 成酶 酰輔酶 A 硫解酶 蛋氨酸 基轉(zhuǎn)移酶 羥戊酸磷酸 V 磷酸甲羥戊酸 甲基丙烯基焦磷酸 甲基辛烯二甲基辛烯二磷酸 聚異戊二烯二磷酸 CA 側(cè)體 甲基亞砜 S 液相色譜 離子噴霧 反應(yīng)監(jiān)測方式 kg 克 mg 克 g 克 ng 克 L mL 升 L 升 重 鐘 QC 控 IS 標(biāo) 相對標(biāo)準(zhǔn)差 r of 關(guān)系數(shù) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒 論 1 1 殺蟲劑的發(fā)展 世界上的昆蟲數(shù)以萬計，其中有害昆蟲也占了很大的比例。如蝗蟲、菜粉蝶等對農(nóng)作物的收成造成了巨大的經(jīng)濟損失；而在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中一些昆蟲綱寄生蟲如蒼蠅、蚊子、牛皮蠅等，這些寄生蟲除了自身是病原體外，它還傳播其它疾病和為其它寄生蟲、細菌、病毒感染創(chuàng)造了條件。如體表寄生蟲蚊吸血時給人和家畜帶入日本乙型腦炎；蒼蠅通過吸食、叮咬等機械性傳播的病毒約 30 種、立克次體 10 余種、細菌百余種、原蟲約 30 種，并可攜帶多種蠕蟲卵，如傷寒、副傷寒、霍亂、破傷風(fēng)、炭疽病、結(jié)核、棘球蚴病、囊尾蚴病等。我國是一個 畜禽養(yǎng)殖大國，每年由此而造成的經(jīng)濟損失不計其數(shù)。因此，防治害蟲成了亟待解決的問題，防治手段也由化學(xué)防治到生物防治不斷地發(fā)展、更新。 1 1 1 第一代殺蟲劑 從某種意義上說，農(nóng)藥是從殺蟲劑開始的。由于蟲害的侵襲，影響農(nóng)作物收成，殺蟲劑便應(yīng)運而生。 第一代殺蟲劑是以自然界已有礦石和植物為主配制而成的。最有名的就是石灰硫磺合劑及玻爾多液 (硫酸銅加石灰水 )。這類殺蟲劑曾挽救過歐洲一大批葡萄果園。 1 1 2 第二代殺蟲劑 人們對第一代殺蟲劑并不滿意，首先自然界的原料有限，配方有限。其次，效果并不十分理想。 1939 年，瑞士的一位醫(yī)生米勒（ 化學(xué)家呼吁，能否人工合成一些化學(xué)物質(zhì)，專門用來殺滅害蟲，這個建議竟成了化學(xué)發(fā)展歷史上的一個里程碑，它導(dǎo)致了合成農(nóng)藥的出現(xiàn)。有人將合成農(nóng)藥稱之為第二代農(nóng)藥。最具代表性的就是有機氯化合物。首先推出的是 為這種商品最初被命名為二氯 三氯乙烷，在英語中，二、二、三分別為i,是簡稱為 種化合物在 1804 年由德國的齊德勒（ 成出來。米勒的功勞在于發(fā)現(xiàn)了殺蟲活性。 使用曾平息了歐洲的一場大瘟疫。但 大量使用，導(dǎo)致了昆蟲對 抗藥性，且這種抗藥性會遺傳。這迫使人們加大劑量，于是惡性循環(huán)，嚴(yán)重污染了人類的生存環(huán)境，這種有機氯農(nóng)藥也就不得不被淘汰。 新的殺蟲劑又問世了，如敵敵畏，這種有機磷農(nóng)藥比有機氯農(nóng)藥有更高的殺蟲活性 ,這就促使化學(xué)家們推出了更多的有機磷農(nóng)藥 ,如 1605、 1059、甲胺膦等。但同時，這類農(nóng)藥對人和牲畜的毒性也極高。為安全起見，化學(xué)家提出了合成農(nóng)藥所必須遵循的八字方針，即低毒、高效、廣譜、價廉。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 高效可以直接用滅蟲的活性來衡量，而低毒卻不能直接以人來做試驗。動物試驗成為研制農(nóng)藥安全與否的主 要方法，在動物試驗中用半數(shù)致死量 ( 衡量農(nóng)藥的毒性。所謂能使某生物群體 50死亡所需的藥劑量，通常以每公斤動物體重所需的量來計算。如：敵敵畏為 50 80 毫克 /公斤； 1605 為 4 13 毫克 /公斤； 1509 為 2 3 毫克 /公斤；甲胺膦為 20 30 毫克 /公斤。 于區(qū)別農(nóng)藥的毒性有很大用處，數(shù)值愈小，毒性愈大。數(shù)值大時，毒性小些。由于對人畜有太大的毒性 ,以及昆蟲對這類農(nóng)藥的抗藥性，有機磷農(nóng)藥和有機氯農(nóng)藥一樣，也正在被逐步淘汰。人們期待著更安全更有效的新農(nóng)藥。 瑞士嘉基公司（ 現(xiàn)了氨基甲酸酯的化合物。在這個酯化合物中，具有殺蟲活性的部分是氨基甲酸根。然而，在制備氨基甲酸酯的過程中要用到的一種原料異氰酸酯是一種劇毒物質(zhì)?？諝庵泻堪偃f分之十五，人吸入后就會中毒。 1984 年 12 月 3 日，在印度的博帕爾市，由于美國聯(lián)碳公司的一個異氰酸酯儲罐泄漏，造成了幾千人死亡。由于在制備過程中存在著潛在的危險，人們不得不去開發(fā)更安全的農(nóng)藥。印度有一種菊花，稱為除蟲菊。因為這種花在開花期間，沒有任何蟲子敢停留其上。經(jīng)多年的研究，科學(xué)家確定了其中有一種稱作除蟲菊酯的化學(xué)物質(zhì)，具有除蟲活性。盡 管這種物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但化學(xué)家們還是模擬合成出了這種物質(zhì)。由于不可能合成出完全一致的東西，所以稱為擬除蟲菊酯。這種化合物既有殺蟲活性，對人和牲畜也安全。至此人們終于找到了一種理想的殺蟲農(nóng)藥。目前，大家普遍使用的噴罐殺蟲劑以及電蚊香等的有效成分都是它。 1 1 3 第三代殺蟲劑 隨著人類物質(zhì)生活水平的不斷提高 ,人們對賴以生存的環(huán)境質(zhì)量的要求也愈來愈高。有機磷酸酯類等有機化合物大多數(shù)是神經(jīng)毒劑，能干擾昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)電和化學(xué)信息。這些殺蟲劑的選擇性是滲透、傳導(dǎo)和代謝機制上的差異。也就是說：這些殺蟲劑對哺乳 動物可能是高毒的。由于公共衛(wèi)生和生態(tài)意識的不斷強化，社會對殺蟲劑的要求越來越高，要求殺蟲劑無污染、安全以及能與有害生物綜合防治系統(tǒng)相容。殺蟲劑不僅要求有效地控制害蟲，而且更注重生物合理性或環(huán)境和諧性，日趨強調(diào)對害蟲的種群進行控制和調(diào)節(jié)，而不是 “殺死 ”。這就要求新開發(fā)的殺蟲劑必須首先考慮的是與環(huán)境友好、相容，其次是生物活性；要求新殺蟲劑具有如下特點：安全性高、生物活性高、選擇性高效，無公害、低殘留、使用方便且成本低。 神經(jīng)肽是昆蟲體內(nèi)重要的調(diào)控因素，近幾年研究進展迅速，這極大程度地激發(fā)了人們探索害蟲防治新途徑 的熱情和期待。由于昆蟲生長發(fā)育調(diào)節(jié)劑的成功開發(fā) ,使得人們把目光再次投向其他一些昆蟲所特有的生化靶標(biāo) ,籍此開發(fā)出更多高效、高選擇性的殺蟲劑。昆蟲體內(nèi)的神經(jīng)肽是一類功能最多，變化最大的小型調(diào)節(jié)分子。作為神經(jīng)激素或神經(jīng)傳導(dǎo)體，在昆蟲體內(nèi)控制著幾乎所有的功能，如生長發(fā)育、交配、產(chǎn)卵、物質(zhì)代謝等。這些神經(jīng)肽 ,或者這些肽類形成或降解過程所需的酶，都可成為攻擊靶標(biāo)，從而開發(fā)出新型殺蟲劑。途徑是尋找肽擬態(tài)的或非肽類穩(wěn)定的，可對神經(jīng)激素受體進行有效競爭，或?qū)ι窠?jīng)肽合成酶有抑制的化合物。由于神經(jīng)肽類似物活性難以持久 ,因而此類殺 蟲劑的開發(fā)應(yīng)集中在尋找神經(jīng)肽形成過程中所需的酶的抑制劑，作用對象是那些調(diào)節(jié)昆蟲生命功能的神經(jīng)肽類 ,如促前胸腺激素、促咽側(cè)體中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 3 激素、脂肪動員激素的高血糖激素等。理論上 ,這些蛋白酶抑制劑的生理功能是降解神經(jīng)肽，中止神經(jīng)肽的作用。 昆蟲生長調(diào)節(jié)劑或抑制劑（ ）即由昆蟲激素發(fā)展開來的，這類藥劑作用靶標(biāo)是昆蟲所特有的蛻皮、變態(tài)發(fā)育過程中的一些神經(jīng)肽或者這些肽類形成或降解過程所需的酶 ,因而具有很高的選擇性。昆蟲生長發(fā)育抑制劑滿足了安全、高效、對人類和天敵以及環(huán) 境友好等特點，被稱為第三代殺蟲劑，其作用特點主要是干擾、破壞昆蟲的正常生長發(fā)育的關(guān)鍵階段，使昆蟲緩慢致死，故又稱為 “緩效型 ”殺蟲劑。昆蟲生長抑制劑主要包括幾丁質(zhì)抑制劑、保幼激素類似物和非甾類蛻皮激素拮抗物昆蟲激素是由昆蟲自身分泌并影響其變態(tài)、發(fā)育、繁殖或互相傳遞信息的微量化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)它的分泌受到抑制或增加時，昆蟲的發(fā)育或正?；顒蛹词茏璧K、干擾。如昆蟲體內(nèi)合成蛻皮激素所需的甾醇的原料自身不能合成、轉(zhuǎn)化 ,只能依賴于食物源。因此，由食物中攝取甾醇的過程或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為基礎(chǔ)代謝物的酶，有可能成為殺滅害蟲的靶標(biāo)。 早在 1967 年， 提出了昆蟲生長調(diào)節(jié)劑作為第三代殺蟲劑的設(shè)想。但由于昆蟲生長調(diào)節(jié)劑作用緩慢，加之人們環(huán)境意識不強 ,且殺蟲劑使用者大都期望蟲子在噴霧后立即死去等因素，使其未能得到廣泛地應(yīng)用。隨著人們對常規(guī)化學(xué)殺蟲劑給予環(huán)境影響的不斷認(rèn)識和對殺蟲劑及其作用進一步的理解，使諸如昆蟲生長調(diào)節(jié)劑等特定作用機理、對環(huán)境友好的殺蟲劑倍受青睞。因此，昆蟲生長調(diào)節(jié)劑的開發(fā)得到了相應(yīng)的發(fā)展。 化學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)昆蟲在不同生長階段體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)是不同的。他們發(fā)現(xiàn)，昆蟲一旦進入幼蟲階段，體內(nèi)立刻就出現(xiàn)了一種特殊的化學(xué)物質(zhì)。而 當(dāng)這種化學(xué)物質(zhì)消失，蟲子會立刻轉(zhuǎn)入下一個生長階段。可見，這種化學(xué)物質(zhì)是主宰蟲子是否處在幼蟲階段的關(guān)鍵物質(zhì)，這種物質(zhì)稱作保幼激素。化學(xué)家們分離并鑒別出這種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，模擬合成了一大批保幼激素。當(dāng)把保幼激素灑在幼蟲群中時，就會使幼蟲體內(nèi)一直留有這種物質(zhì)，本該離開幼蟲階段的蟲子會依然呆在幼蟲階段，正常的生理階段被破壞并最終導(dǎo)致蟲子的死亡。 目前使用比較普遍的是保幼激素類似物 保幼激素類似物是指以昆蟲體內(nèi)保幼激素為先導(dǎo)化合物開發(fā)的具有保幼激素活性的化合物。其作 用原理是選擇昆蟲在正常情況下不分泌或極少分泌保幼激素的發(fā)育階段 (如幼蟲末期和蛹期 ),施用這種昆蟲生長調(diào)節(jié)劑 ,以控制昆蟲的變態(tài)蛻皮 ,影響其生殖和發(fā)育 ,甚至造成昆蟲死亡 ,從而達到“防 ”與 “制 ”的目的。主要有氨基甲酸酯類、苯醚類化合物和噠嗪酮類化合物。氨基甲酸酯類 ,能抑制蟲卵的發(fā)育、幼蟲的蛻皮和成蟲的羽化 ,可有效地防治多種鱗翅目害蟲、倉儲害蟲和衛(wèi)生害蟲；苯醚類化合物 ,能抑制幼蟲的發(fā)育 ,在我國登記的有日本住友公司生產(chǎn)的滅幼寶(用于防治蚊、蠅、蜚蠊等衛(wèi)生害蟲 ,對蜚蠊有特效，用量少 ,持效期長 ,對作物 環(huán)境安全；噠嗪酮類化合物 ,是一種新型保幼激素類似物 ,能抑制胚胎發(fā)生 ,抑制昆蟲的發(fā)育、變態(tài)。屬于倍半萜的金合歡醇等就有保幼激素活性，用于抑制昆蟲的變態(tài)和性成熟，即幼蟲不能成蛹，蛹不能成蛾，蛾不產(chǎn)卵。其十萬分之一濃度的水溶液即可阻止蚊的成蟲出現(xiàn)，對虱子也有致死作用。 保幼激素類似物是外源性地調(diào)節(jié)昆蟲體內(nèi)的保幼激素的量，而我們現(xiàn)在所探索的用他汀O 歡 醇中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 4 類藥物來調(diào)節(jié)保幼激素的滴度則是從內(nèi)源性的途徑阻斷保幼激素的合成。 1 2 他汀類藥物 1 2 1 他汀類藥物的應(yīng)用 他汀類藥物目前主要用于治療人高膽固醇血癥、冠心病 、動脈粥樣硬化、高血壓、肥胖癥等心血管疾病，具有顯著的效果。這些物質(zhì)能特異性對抗抑制膽固醇合成系統(tǒng)中的限速酶3 甲基 還原酶的活性。通過增高 脂蛋白 ) 受體活性 ,而降低含有 低密度蛋白 )、 中密度蛋白 )及 低密度蛋白 )的血漿脂蛋白濃度 ,代償性地增高 體的活性 ,結(jié)果促進血漿中 清除 ,從而達到降低血漿中膽固醇濃度的目的。這類物在血液中的濃度只要達到 可以使膽固醇的合成受阻。 他 汀類藥物的效應(yīng)最初是在大鼠肝臟的微量提取物中證實的，他汀類藥物同 對 原型輔酶 ）卻毫無影響。他汀類藥物同 原酶的結(jié)合是可逆的，其同 原酶親和力要比底物同酶的親和力大 3 個數(shù)量級。 很長時期，人們認(rèn)識到血漿中的高膽固醇與心血管疾患有著相互關(guān)聯(lián)。因此設(shè)想可有藥物特異地對膽固醇生物合成給予作用。也就合乎邏輯地設(shè)想使 原酶失活或鈍化的藥物出現(xiàn)，因為這個酶是調(diào)節(jié)合成途徑的關(guān)鍵物。人們從真菌中分離出一些代謝物，它們對 原酶有競爭性抑制作用。其中最有效的一個是洛伐他汀。 真菌代謝產(chǎn)物洛伐他汀 (其衍生物作為 33原酶的抑制劑已廣泛用作降膽固醇藥物。目前用于人類的這類藥物 (他汀類藥物， 要有天然他汀類和合成他汀類藥物。天然他汀類藥有洛伐他汀、美伐他汀 (普伐他汀 (辛伐他汀 (,洛伐他汀由土曲霉 (酵生產(chǎn)，美伐他汀由桔青霉 (酵后經(jīng)鏈球菌 (化獲得，辛伐他汀由洛伐他汀經(jīng)半合成 (化學(xué)修飾側(cè)鏈 )生產(chǎn)。合成他汀類藥物有氟伐他汀 (西立伐他汀 (阿托伐他汀 (天然他汀類化合物的結(jié)構(gòu)非常相似 ,它們具有相同的羥基六氫環(huán)酮 (酮部分 ,不同的側(cè)鏈連接在1)和 2)位。洛伐他汀的 甲基丁酰側(cè)鏈 , 6美伐他汀無 6然他汀類化合物都以內(nèi)酯的形式存在 ,在體內(nèi)需經(jīng)酶水解成酸式才有活性，如圖 1合成他汀類化合物盡管在結(jié)構(gòu)上與天然他汀不同 ,但仍具有開環(huán)內(nèi)酯部分 ,具有所有他汀類化合物競爭抑制 原酶的共性結(jié)構(gòu)。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 5 洛伐他汀結(jié)構(gòu) 洛伐他汀酸的結(jié)構(gòu) 辛伐他汀結(jié)構(gòu) 構(gòu) 圖 1 1 洛伐他汀及其酸、辛伐他汀和 結(jié)構(gòu) he of 汀類藥物在人藥學(xué)中已經(jīng)成為降低膽固醇的首選之藥，同時也有研究者將他汀類藥物用于控制動物性食品中的膽固醇含量。由于畜禽以植物性飼料為主 , 其體內(nèi)的脂類物質(zhì)主要來源于肝臟 (家禽 ) 和脂肪 (家畜 ) 組織的合成。 另外 , 畜禽體脂及膽固醇沉積的多少還取決于它們的分解速度。 990)發(fā)現(xiàn) ,在維持產(chǎn)量不變的情況下 , 夠使蛋黃中膽固醇水平下降 15%。趙偉等 (1998)報道 ,使血清、蛋黃中膽固醇濃度降低25%和 20%,對產(chǎn)蛋量、蛋 (黃 )重?zé)o明顯影響。 (1999)用添加 3 種日糧飼喂 18 日齡白萊航蛋雞 ,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛋黃中膽固醇濃度分別下降 35%、 20%、 7% ,依次為 g 研究證實 ,降低蛋黃膽固醇濃 度的有效途徑是抑制 原酶的活性。美國人在蛋雞飼料中添加 洛伐他汀 ,使雞蛋的膽固醇比一般雞蛋低 15%。 原酶抑制劑是目前發(fā)現(xiàn)能夠起抑制蛋雞體內(nèi)膽固醇合成、減少蛋黃中沉積作用中效果最好的一類物質(zhì)。施用暉等用試驗 原酶抑制劑能有效地降低膽固醇在肉雞肌肉中的沉積。試驗還證實，肉雞的飼料利用率及屠宰性能隨原酶抑制劑添加量的提高而略有提高。結(jié)合血漿各指標(biāo)的含量變化分析，降低肌肉和血漿膽固醇的含量，提高血漿甘油三脂含量，可能有利于改善雛雞能量代謝和養(yǎng)分利用，提高屠體性狀和生產(chǎn)性能。因此，開發(fā)應(yīng)用他汀類藥物作為一種飼料添加劑提高畜禽產(chǎn)品的品質(zhì)，同樣具有發(fā)展?jié)摿Α?1 2 2 膽固醇的合成 和 （ 1949）證實了 3 個醋酸分子結(jié)合成一個簡單的五碳單位，即異中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 6 戊二烯（ 是膽固醇的前體。膽固醇的所有碳原子都來自乙酰 的甲基和羧基碳全部進入類固醇的核中。膽固醇的全生物合成可分為 5 個階段： 甲羥戊酸的合成 甲羥戊酸是膽固醇生物合成的關(guān)鍵中間體，它是由 3 分子乙酰 成的（圖 1反應(yīng)的起始第一步是 乙酰 硫解酶（ 反向催化下形成乙酰乙酰 驟 的最后一步是 333化為甲羥戊酸，這步反應(yīng)需要 2 分子的 H+及 原酶的催化作用。這步酶促反應(yīng)對膽固醇生物合成既承擔(dān)任務(wù)又起決定反應(yīng)速度的作用，也是對膽固醇生物合成調(diào)控起作用的第一步。此還原酶有著共價修飾和別構(gòu)調(diào)節(jié)兩方面的功能。 圖 133 甲羥戊 酸的結(jié)構(gòu) he 于甲羥戊酸的形成是一個不可逆過程 ,因此 原酶 (被認(rèn)為是該途徑中第一個限速酶。在早期的哺乳動物系統(tǒng)甾體生物合成的研究中 ,便發(fā)現(xiàn)膽固醇生物合成的速率與 活性成正相關(guān) ,因而證實 甾體代謝中的重要的調(diào)控點。他汀類藥物是 的競爭性抑制劑，有效地阻斷了膽固醇生物合成途徑（圖 1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 7 圖 1羥戊酸途徑與他汀類藥物的作用靶點， 磷酸 of 3 昆蟲保幼激素的合成 昆蟲保幼激素（ 由位于昆蟲腦后的一對微小腺體 咽測體（ 分泌的一種激素。保幼激素是一類倍半萜烯化合物。它是以乙酰輔酶 A 為單位，經(jīng)過經(jīng)典的類異戊二烯途徑合成法呢基焦磷酸。這個合成途徑的最開始步驟與膽固醇的合成途徑相同，只 是到后面法呢基焦磷酸氧化為法呢酸，甲基化，環(huán)氧化的過程是合成保幼激素所特有的。保幼激素的合成主要被分為兩大步驟第一步是甲羥戊酸途徑合成法呢基焦磷酸（ 無論是脊椎動物還是無脊椎動物體內(nèi)都存在這一經(jīng)典的途徑。法呢基焦磷酸是合成膽固醇和其他活性萜類化合物的一個關(guān)鍵性中間產(chǎn)物。第二步是昆蟲和節(jié)肢動物所特有的合成步驟。 焦磷酸轉(zhuǎn)移酶水解為法呢醇，再分別由醇脫氫酶和醛脫氫酶連續(xù)氧化成法呢醛和法呢酸（ 最后， 氧酶作用將 11 環(huán)化和由 依賴性甲基轉(zhuǎn)移 酶（ 用將羧基甲基化轉(zhuǎn)化為活性 幼激素對于保持幼蟲形式及成熟蟲體的生殖系統(tǒng)起著關(guān)鍵的作用。在幼蟲和成蟲體內(nèi)保幼激素的水平是不斷波動的，在昆蟲發(fā)生變態(tài)之前，保幼激素水平降至無法測定的水平。保幼激素的體內(nèi)合成不僅受到反饋機制的調(diào)節(jié)，而且還受到神經(jīng)和體液信號的影響。保幼激素的合成過程中的中間體與膽固醇的合成過程中的相同，并且在某些方面的調(diào)控機制也可能與膽固醇的合成相同。但是，在昆蟲體內(nèi)并不合成膽固醇，而主要是以類異戊二烯途徑合成保幼激素。 在類異戊二烯生物合成途徑中異戊烯基焦磷酸（ 此途 徑中一個較為重要的前體中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 8 物質(zhì) , 1956 年， 證明 成的關(guān)鍵性前體物質(zhì)是甲羥戊酸（ 從一個由 （ 子二甲基丙烯基焦磷酸（ 始，通過 逐個增加，形成了一系列的 更高分子量的 化合物 母體，在多種酶的催化下，形成了多種多樣的具有不同功能的類異戊二烯化合物 (圖 1 甲羥戊酸 ; 甲羥戊酸磷酸 ; 焦磷酸甲羥戊酸 ; 二甲 基丙烯基焦磷酸 ; 二甲基辛烯二甲基辛烯二磷酸 ; 多聚異戊二烯二磷酸 圖 1類異戊二烯生物合成途徑 多數(shù)昆蟲只有 在 ,而鱗翅目昆蟲的咽側(cè)體除了合成 ,還合成 、 、其它保幼激素 (2000)。 2000）和 2001）認(rèn)為其它幾種保幼激素與 生物合成途徑非常類似。 (圖 1圖 1種保幼激素 過三次磷酸化作用和一次去羧基作用形成了異戊二烯中間體 異戊烯基焦磷酸（ 5C）。共價聯(lián)接 它的異構(gòu)體 二甲丙烯焦磷酸，形成戊烯基焦磷酸中間產(chǎn)物，它可以繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)閱屋疲?10C）、倍半萜（ 15C）、二萜（ 20C）和固醇。昆蟲缺少能合成更高級的三萜所需的酶，保幼激素（ 由 15C 的法呢基焦磷酸（ 成。 (圖 1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 9 圖 1幼激素合成第一步 甲羥戊酸途徑 he 幼激素生物合成的第二步由法呢基焦磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｓ准に剡^程可分為兩種途徑：一是在絕大部分昆蟲體內(nèi)法呢酸直接經(jīng)甲基化和環(huán)氧化作用生成保幼激素（ 法呢醇由法呢基焦磷酸（ 磷酸化形成，經(jīng)過氧化作用變?yōu)槿ǚ厝俎D(zhuǎn)變?yōu)樗幔ǚ?酸；圖 1法呢酸先甲基化生成甲基法尼酯 (F),再環(huán)氧化生成 些步驟由一到兩個 （ 1985）證實在蟑螂體內(nèi)法呢酸的甲基化是在 蛋氨酸 后再經(jīng)過 間的環(huán)氧化作用生成了 是存在于鱗翅目昆蟲體內(nèi)的另一條途徑。 （ 1987, 1992）提出在合成途徑的前幾步中，存在于鱗翅目昆蟲體內(nèi)的更高級的保幼激素類似物的乙基分支來源于異亮氨酸和纈氨酸 ，它首先代謝成丙酸鹽及其復(fù)合物，而在其它種昆蟲中則代謝為乙酸鹽。 1981）證實了保幼激素合成的最后步驟也有所不同。在一些鱗翅目昆蟲的咽側(cè)體中，法呢酸環(huán)氧化為保幼激素酸 (最后再甲基化（圖 1 （ 1981）認(rèn)為煙草蠕蟲 (期前期和蠶成蟲雄蟲 (在咽側(cè)體中合成保幼激素酸，但是這些化合物分布在淋巴血液中，然后分別在成蟲復(fù)盤和副性腺中發(fā)生甲基化。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 10 圖 1蟲體內(nèi) 保幼激素 (生物合成。 該示意圖是昆蟲體內(nèi)保幼激素 (生物合成途徑的推斷。生成法呢酸（ 后，經(jīng)過保幼激素酸（鱗翅目）甲基化，再由 者是法呢酸直接經(jīng)甲基化和環(huán)氧化作用生成保幼激素（ 其它昆蟲種）。 H in H in an at 10, by a of H by （ 2001）證實在含有洛伐他汀的細胞 懸浮培養(yǎng)液中， 成被抑制，加入法呢醇、法呢醛、法呢酸和甲基法呢酸后，保幼激素（ 成水平明顯增加。這證實了這些化合物的確是保幼激素（ 前體（圖 1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 11 圖 1 在含有洛伐他汀的莎草細胞培養(yǎng)液中加入昆蟲保幼激素合成中間產(chǎn)物對保幼激素合成量的影響。 莎草細胞培養(yǎng)液中的保幼激素（ 成量受到洛伐他?。?50M）的抑制。將合成前體 5 法呢醇 (法呢醛 (法呢酸 (和甲基法呢酯