由来のことなるマラチオン抵抗性 (札幌, 藻岩, 15-D) および感受性 (高槻, 八雲, 鉾田) イエバエをもちい, in vitro でのマラチオンの代謝をしらべた. 感受性の高槻系に対する抵抗性の札幌, 藻岩, 15-D系のマラチオンの抵抗性比はそれぞれ57.4, 83.6, 113.3であった. 一方, マラチオンを分解する carboxylesterase の活性は, 抵抗性系統では高槻系に比べ30～39倍であり, 分解活性も10～12倍であった. マラチオンを分解する carboxylesterase 活性は, 札幌, 藻岩系ではミトコンドリア分画で, 15-D系では上清分画で最も高かった. また in vitro でのマラチオンの主要な代謝物は malathion monocarboxylic acid および malathion dicarboxylic acid であった. 以上のことから, マラチオンを分解する carboxylesterase 活性の高揚および分解活性の高揚がマラチオン抵抗性機構の主要因と考えられた. さらに15-D系では抵抗性機構に GSH S-transferase が関与していると考えられた.

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殺虫剤の相乗作用の大きさはおのおのの薬剤の解毒酵素に対する親和性, 解毒速度および解毒酵素の存在下での作用点阻害のI₅₀値によって予測できるという理論的解析の結果を証明するために, in vitro 実験を行なった. 単一の酵素 (ブタ肝カルボキシルエステラーゼ) (CE) による解毒と作用点 (電気うなぎAChE) 阻害のみが含まれる単純なモデルを用いて, 相乗作用の予測に必要な各パラメータを求めたところ, とジクロルボスの組合せが最も相乗作用の条件を満たしていた. 各種組合せによるAChE阻害のI₅₀を比較したところ, 上記の組合せは実際に高い相乗作用を示し, また, 相乗作用の最も大きくなる混合比は薬剤単独でのI₅₀の比に等しかった. 以上の結果はコンピュータシミュレーションによる理論的解析の結果を支持した.

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殺虫剤によるカルボキシルエステラーゼ(CE)やアセチルコリンエステラーゼ(AChE)に対する阻害反応のパラメータ, すなわち解離定数 (K_d), アシル化定数 (k₂) および脱アシル化定数 (k₃) の測定法について検討した. その結果, 阻害反応の前定常状態に着目して得た式 (前定常状態式), 定常状態に着目して得た式 (定常状態速度式), および Hart & O'Brien の方法を改良した式を, パラメータのもつ条件や反応条件によって使い分けることによって, より正確にかつ簡便にパラメータ値を測定できることを示した. すなわち, k₃は前定常状態式と定常状態式を組み合わせることによって, 従来のゲル濾過法や希釈法を用いなくても算出できる. また, K_dとk₂はk₃を前定常状態式と定常状態式のどちらに代入しても求まる. 一方, Hart & O'Brien の改良法ではK_d, k₂およびk₃の各値を阻害剤の濃度が単独であっても求めることができる. k₃がk₂と比較してあまり差がない場合は, 定常状態式を用いることによってより正確な値が算出できる. 一方, k₃がk₂よりも著しく小さい場合は, K_dとk₂は前定常状態式や Hart & O'Brien の改良法を用いたほうがより正確な値が算出される. また, K_dは定常状態に着目して導いた別の式を用いることによって, AChE活性の経時的変化を観察しなくとも算出できることを示した. この方法では精製された酵素が十分量得られれば, k₂が大きい場合(k₂>30min^-1)であっても面倒なストップトフロー法を用いないでK_dを求めることができた.

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1. AliEと殺虫剤抵抗性との関連は有機りん殺虫剤抵抗性において普遍的なものと考えられたが,カーバメート剤抵抗性には何ら関連を認めることができなかった。
2, ツマグロヨコバイのマラチオン抵抗性機構としては,マラチオンを分解するカルボキシルエステラーゼ活性の増大とAChEのに対する感受性の低下の両者が関与するが,系統によってその程度が異なった。
3, フェニトロチオン抵抗性にGSH依存のいわゆるGSH-S-トランスフェラーゼや一部の抵抗性系統ではNADPH依存の薬物酸化酵素の関与が示唆された。一方カーバメート剤抵抗性は,カーバメート剤の代謝が主要因とは考えられなかった。

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ツマグロヨコバイ5系統 (小田原, 甲賀, 南国, 香我美, 芸西) のマラチオンに対するLC₅₀値は, それぞれ21.1, 311, 1,760, 2,740, 2,140ppmであった. 寒天ゲル電気泳動法によりツマグロヨコバイのエステラーゼを分離したところ, 8本の泳動帯が検出され, 感受性系統に比べマラチオンに対して抵抗性の系統ではE₁, E₂, E₃, E₄泳動帯のエステラーゼ活性が高かった. ツマグロヨコバイまさい液による in vitro での¹⁴C-メチル マラチオンの分解は小田原系に比べ, 甲賀, 南国, 香我美系統ではそれぞれ5.6, 16.0, 21.2倍であった. 寒天ゲル電気泳動法により分離された酵素による in vitro での¹⁴C-メチル マラチオンの分解作用をしらべたところ, E₂泳動帯を中心にE₁, E₂, E₃泳動帯で分解作用が認められた. 甲賀, 南国系ツマグロヨコバイ頭部コリンエステラーゼのに対する感受性は小田原系統のそれぞれ1/1.9, 1/9.2であった. ツマグロヨコバイにおけるマラチオン抵抗性について, in vitro での¹⁴C-メチルマラチオンの分解およびに対するコリンエステラーゼの感受性の二つの抵抗性要因を考慮すると, 甲賀および南国系統の抵抗性比はそれぞれ5.6×1.9=10.6, 16.0×9.2=147.2となった.

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トビイロウンカをマラチオンおよびMTMCで淘汰し, その後の薬剤感受性変化と抵抗性機構について検討した. トビイロウンカのマラチオンに対する感受性はマラチオン, MTMCの45回淘汰によりそれぞれ1/39, 1/25に低下した. しかし, MTMCに対する感受性はMTMC, マラチオンの45回淘汰によりそれぞれ1/4.2, 1/2.5に低下した. 両淘汰系統とも合成ピレスロイドに対する感受性は高くなった. K1, K2は虫体ホモジネートによるマラチオン分解を非常に良く抑えたが, in vivo の感受性検定では薬剤淘汰系統のみに共力効果が認められた. 淘汰系統の抵抗性機構としてはマラチオンに対してはマラチオン, の分解活性の増大によるとみられた. MTMCに対する若干の感受性低下はMTMCに対する分解活性の増大ではなくMTMCに対するアセチルコリンエステラーゼの感受性低下が主要因とみられた.

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To clarify the metabolic fate of fenitrothion at low concentration, the detoxication of fenitrooxon (FO) which will serve as an integral part of the metabolic conversion of fenitrothion was investigated. FO at concentration around 10^-6M reacted with mouse liver homogenate and disappeared immediately. This occurred mostly in the soluble fraction of mouse liver, and was dependent on glutathione (GSH), and the only metabolite detected was desmethyl-FO. On the other hand, since hydrolysis by arylesterase (AEase) did not occur, 4-nitro-m-cresol was not detected. These facts reveal that, at such low concentration, FO is detoxified solely through desmethylation reaction catalyzed by GSH S-transferase (GTase). The Km and V_max values of both GTase and AEase for FO are also consistent with this reaction mechanism, i.e. detoxication of FO at higher concentration may be attributable to both GTase and AEase, but at low concentration only GTase will be responsible.

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基質にβ-naphthyl acetateを用いてツマグロヨコバイのエステラーゼ活性を測定する方法を検討し,このエステラーゼ活性が有機りん剤に抵抗性の個体群と感受性の個体群とで異なるかどうかを調べた。
基質にβ-naphthyl acetateを用いた場合,エステラーゼ活性の測定感度は極めて高く,成虫の1個体を5mlから20mlのりん酸緩衝液で磨砕した酵素液で測定することができ,また反応時間は5分から20分の間で十分であった。なお最適pHは6.8から7.0の範囲であった。
幼虫のエステラーゼ活性は生育するにつれて増大した。成虫のエステラーゼ活性は幼虫より高く,雌は雄より高かった。
マラソンに抵抗性の個体群では,感受性の個体群に比べてエステラーゼ活性は有意に高かった。各地から採集した個体群の間にはエステラーゼ活性に顕著な違いがみられたが,エステラーゼ活性とマラソンに対するLD-50との間には高い相関関係があった。しかし,メチルパラチオンに対するLD-50との間には同様な関係はみられなかった。ツマグロヨコバイにおけるナフチルアセテートエステラーゼ活性の増大はマラソンに対する抵抗性の発達に関係するものと考える。
ナフチルアセテートエステラーゼに対するとパラオクソンのID-50はマラソンに抵抗性の個体群と感受性の個体群との間で差がなかった。ナフチルアセテートエステラーゼ活性はコリンエステラーゼとB-エステラーゼからなっていた。合計エステラーゼ活性に対する各エステラーゼ活性の割合は抵抗性個体群と感受性個体群の間で差がなかった。

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水中有機リン農薬の迅速・高感度の分析法として, 試料の化学的酸化処理とコリンエステラーゼ (ChE) 阻害試験を組み合わせた方法について述べる。酸化剤として塩素水を用い, 各種条件下でP=S型有機リン農薬から強ChE阻害活性をもつP=O型への変換反応を検討した。弱酸性 (pH6) 有機リン農薬水溶液に, 20℃で, 活性塩素10mg/Lを15分作用させると化学量論的にP=O型に変換されるので, 各々の試験化合物のChE阻害活性及び検出限界を測定した。その結果, 検出限界の低濃度化 (ppbレベル) を伴う強いChE阻害活性が, ダイアジノン, EPN, フェニトロチオン等, 多数のP=S型有機リン農薬水溶液について観察された。1-300ppbレベルのパラチオン, ダイアジノン及びフェニトロチオンを河川水, 土壌及びキュウリに添加して塩素処理とChE試験を応用したところ, 満足できる定量結果が得られた。

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拡散セルに装着したハスモンヨトウ幼虫の皮膚切片に, バミドチオン, カーバリルおよびフェンバレレートを局所施用して透過性を調べた. 低薬量ではカーバリルの透過が最も速く, バミドチオンはカーバリルより少し遅かった. 一方, フェンバレレートはこれらの化合物と比較して透過速度はきわめて遅かった. 高薬量を処理した場合は透過の割合が減少し, この傾向はとくにカーバリルとフェンバレレートで顕著であった. 透過速度の薬量依存性を Michaelis-Menten の速度式で近似して, バミドチオン, カーバリル, フェンバレレートの最大透過速度Vと Michaelis 定数Kmを求めたところ, おのおの0.021, 0.015, 0.0029μg/hr, および0.072, 0.016, 0.29μgであった. また, 速度論的には Michaelis-Menten 型の速度過程とは別に, 1次式に従う速度過程が存在する可能性が示され, 1次速度定数k_nはおのおの42, 6.5, 0.74×10^-3hr^-1であった. 一方, 皮膚に蓄積された放射能の割合は, 低薬量 (0.1μg/頭) ではどの化合物も処理薬量の10から20%で大きな違いはなかったが, 高薬量では減少し, この傾向はとくにフェンバレレートで顕著であった. 薬剤の透過速度と皮膚への蓄積に対するこれらの薬剤の組合せの影響を調べたところ, ¹⁴C-カーバリルとバミドチオンの組合せのように透過速度と蓄積量が両方とも減少する場合もあれば¹⁴C-フェンバレレートとバミドチオンの組合せのように皮膚への蓄積量にしか影響しない場合もあることから, 昆虫の皮膚を通しての殺虫剤透過には Fick の拡散の法則以外の因子が関与していることが示唆された.

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