살충제 작용기작 과 특성 대표 살충제 번호

살충제 작용기작 과 특성 대표 살충제 번호

 

 

아래 내용은 곤충 신경계 및 생리 기작에 따른 살충제의 작용 기작을 품목 번호와 함께 정리한 것입니다.

 

곤충 신경계에서 아세틸콜린(ACh)과 아세틸콜린에스테라제(AChE)의 역할

 

[1] 신경 신호 전달 과정

• 곤충의 신경계에서 신경전달물질 **아세틸콜린(ACh)**을 통해 신호가 전달됨.

• 신경세포 말단(시냅스)에서 아세틸콜린이 방출되어 신경 신호를 전달함.

 

[2] 신호 전달 종료

• 아세틸콜린에스테라제(AChE) 효소가 아세틸콜린을 **아세트산(Acetic acid)**과 **콜린(Choline)**으로 분해함.

• 이를 통해 신경이 과도하게 활성화되지 않고, 정상적인 신호 전달이 가능해짐.

 

[3] 아세틸콜린에스테라제(AChE) 억제 기작

 

🧪 작용 원리

• 카바메이트계(Carbamate) 및 유기인계(Organophosphate) 살충제는 아세틸콜린에스테라제(AChE)의 기능을 억제함.

• AChE가 억제되면 아세틸콜린 분해가 중단되어 신경이 지속적으로 활성화됨.

 

⚡ 곤충 신경계 영향

• 신경전달이 지속적으로 활성화되면서 경련, 마비, 사망을 유발함.

 

[2a, 2b] GABA 의존 염소통로 억제 기작

 

🧪 작용 원리

• **GABA(Gamma-Aminobutyric Acid)**는 억제성 신경전달물질로, 신경 신호를 억제함.

• **페닐피라졸 계열(대표적으로 피프로닐, Fipronil)**의 살충제는 GABA 수용체를 차단하여 염소 이온의 흐름을 방해함.

 

⚡ 곤충 신경계 영향

• 신경 흥분이 지속적으로 유지되어 경련, 마비, 사망을 유발함.

• 대표적인 살충제: 피프로닐(Fipronil)

 

[3a, 3b] Na⁺ 통로 조절 기작

 

🧪 작용 원리

• 신경세포에서 나트륨(Na⁺) 통로는 전기적 신호(활동전위)를 전달하는 역할을 함.

• **합성 피레스로이드 계열(Synthetic Pyrethroids)**의 살충제는 나트륨 통로를 계속 열어둠으로써 신경이 정상적으로 작동하지 못하게 만듦.

 

[4a~4e] 신경전달물질 수용체 차단 기작

 

🧪 작용 원리

• 신경 신호가 전달되는 시냅스 후막에서 아세틸콜린(ACh) 수용체가 정상적으로 작용해야 신경 신호가 이어짐.

• 네오니코티노이드(Neonicotinoids), 니코틴(Nicotine), 설폭시민(Sulfoxaflor), 부테놀라이드(Butenolide), 메소이온(Mesoionics) 등의 화합물은 아세틸콜린 수용체에 강하게 결합하여 정상적인 아세틸콜린 결합을 방해함.

 

[5] 신경전달물질 수용체 기능항진 기작

 

🧪 작용 원리

• 시냅스 후막의 아세틸콜린 수용체의 결합력이 비정상적으로 증가하여 아세틸콜린이 계속 결합된 상태로 유지됨.

• 이로 인해 신경 신호가 지속적으로 전달됨.

 

대표적인 살충제: 스피노신계(Spinosyns)

 

[6] 염소통로 활성화 기작

 

🧪 작용 원리

• 글루탐산(Glutamate) 의존 염소통로(Cl⁻ channels)를 활성화하여 염소 이온(Cl⁻)의 유입을 증가시킴.

• 세포 내 전위가 **과분극 상태(hyperpolarization)**가 되어 신경 신호 전달이 억제됨.

• 신경이 정상적으로 기능하지 못하고, 신경-근육 연결부위에서 마비가 발생하여 곤충이 사망함.

 

대표적인 살충제: 아바멕틴(Avermectin), 밀베마이신계(Milbemycins)

 

[7a~7c] 유약호르몬 작용 기작

 

🧪 작용 원리

• 곤충의 탈피 및 성충화를 조절하는 **유약호르몬(Juvenile Hormone, JH)**과 유사한 작용을 함.

• 유사체가 과도하게 작용하면 정상적인 탈피 과정이 방해됨.

 

대표적인 살충제: 페녹시카브(Fenoxycarb), 피리프록시펜(Pyriproxyfen)

 

[10a, 10b] 응애류 생장 저해 기작

 

🧪 작용 원리

• 응애류의 알 부화 및 어린 개체(약충)의 성장을 방해하는 작용을 함.

• 직접적인 살충 효과보다는 비선택적인 생장 저해 효과를 나타냄.

 

대표적인 살충제: 클로펜테신(10a), 헥시티아족스, 에톡사졸(10b)

 

[11a, 11b] 미생물에 의한 중장 세포막 파괴 기작

 

🧪 작용 원리

• Bacillus thuringiensis (Bt) 균은 곤충 체내에서 **내독소(δ-endotoxin)**를 생성함.

• 이 내독소는 곤충의 소화계(중장) 세포막을 공격하여 파괴함.

 

대표적인 살충제: Bt 특성 단백질(11a), Bt 아종 특성 단백질(11b)

 

[12a~12d] 미토콘드리아 ATP 합성효소 저해 기작

 

🧪 작용 원리

• ATP 합성효소를 저해하여 ADP가 ATP로 변환되지 못하게 함.

• 곤충은 에너지 부족으로 생리 작용을 유지할 수 없게 되어 사망함.

 

대표적인 살충제: 디아메틸퓨론(12a), 유기주석 살충제(12b), 프로파자이트(12c), 테트라디폰(12d)

 

이와 같은 살충제 기작은 곤충 신경계와 생리 과정에서 각기 다른 메커니즘을 이용하여 해충을 방제하는 원리를 기반으로 합니다. 특정 해충 방제 전략을 세울 때, 이러한 작용 기작을 고려하여 적절한 살충제를 선택하는 것이 중요합니다.

 

 

아세틸콜린(ACh)이란?

•신경전달물질(neurotransmitter)로, 곤충과 포유류를 포함한 다양한 생물에서 신경 신호를 전달하는 중요한 역할을 합니다.

• 곤충 신경계에서는 신경세포 간 신호를 전달하는 데 필수적인 역할을 하며, 시냅스(synapse)에서 신호가 다음 신경세포로 전달되도록 하는 주요 화학물질입니다.

• 신호 전달 후 아세틸콜린에스테라제(AChE, Acetylcholinesterase)가 ACh를 분해하여 신호 전달을 종료합니다.

 

ACh 관련 살충제 기작

• AChE 저해제(Acetylcholinesterase inhibitors):

아세틸콜린에스테라제(AChE)의 기능을 방해하여 ACh가 계속 시냅스에 남아 신경이 과흥분됨

→ 결국 곤충이 마비 및 사망

• 대표적인 계통: 카바메이트계, 유기인계 살충제

• 대표 살충제: 카바릴, 카보류란, 말라티온, 파라티온 등

 

• ACh 수용체 차단제(ACh receptor blockers):

신경세포가 ACh를 인식하지 못하도록 하여 신경 신호가 전달되지 않음

→ 곤충의 운동 기능 저하 및 사망

• 대표적인 계통: 네오니코티노이드계, 니코틴계, 설폭시민계

• 대표 살충제: 이미다클로프리드, 아세타미프리드, 티아메톡산

 

• ACh 수용체 기능항진제(ACh receptor agonists):

ACh 수용체를 비정상적으로 활성화하여 신경 신호가 계속 전달됨

→ 곤충이 신경 과흥분으로 사망

• 대표적인 계통: 스피노신계 살충제

• 대표 살충제: 스피네토람, 스피노사드

 

살충제 작용기작 과 특성 대표 살충제 번호

작용 기작	특성	계통	대표살충제
아세틸콜린에스테라제(AChE) 저해 1a,1b	아세틸콜린 분해 차단 → 신경 과흥분	카바메이트계, 유기인계	카바릴, 카보류란, 페노뷰카브,메소밀
		유기인계	말라티온, 파라티온, 페니트로티온, 다이아지논, 카두사포스,클로르피리포스, 포스티아제이트, 포스파미돈
GABA 의존 염소통로 억제(2a, 2b)	GABA 수용체 차단 → 신경 과흥분	유기염소계 페닐피라졸계	엔도설판, 펩타클로르 피프로닐
Na⁺ 통로 조절3a, 3b	Na⁺ 통로 지속 개방 → 신경 과흥분	합성 피레스로이드	델타메트린, 비펜트린 에스펜발러레이트, 펜발러레이트, 에토펜프록스
		유기염소계	메톡시클로르,BHC, DDT
신경전달물질 수용체 차단 4a~4e	ACh 수용체 차단 → 신경 신호 차단	네오니코티노이드(4a) 니코틴계(4b) 설폭시민 계(4c) 부테놀라이드계(4d) 메소이온계(4e)	네오니코티노이드(4a): 아세타미프리드, 이미다클로프리드, 티아클로프리드  디노테퓨란, 티아메톡산 클로티아닌
신경전달물질 수용체 기능항진 5	ACh 수용체 기능 활성화	스피노신계	스피네토람, 스피노사드
염소통로 활성화 6	Cl⁻ 유입 증가 → 신경 신호 억제	아바멕틴계, 밀베마이신계	레피멕틴, 밀베멕틴, 아바멕틴, 에마멕틴벤조에이트
신경전달물질 수용체 통로 폐쇄 14	ACh 수용체 관련 Na⁺ 통로 차단	네레이스톡신 유사체	벤설탑, 카탑
옥토파민 수용체 기능 활성화 19	옥토파민 수용체 활성 → 신경 흥분	아미트라즈
전위 의존 Na⁺ 통로 폐쇄 22a, 22b	Na⁺ 흐름 차단 → 신경 신호 차단	옥사디아진계22a 세미카르바존계 22b	인독사카브 메타플루미존
라이아노딘 수용체 조절 28	Ca²⁺ 방출 조절 → 지속적 근육 수축	디아마이드계(Diamide)	사이안트라닐리프롤, 클로란트라닐리프롤, 플루벤디아미드
[내분비계]유약호르몬 작용 7a~7c	곤충 성장 및 탈피 방해	유약호르몬 유사체(7a) 페녹시카브(7b) 피리프록시펜(7c)	유약호르몬 유사체(7a)- 피리프록시펜, 메소프렌
다점 저해 (훈증제) 8a~8f	신경 및 생리 대사 교란	할로겐화알킬계, 클로로피크린, 플루오르화술푸릴, 붕사, 토주석, 이소티오시안산메틸	8a 메틸브로마이드(훈증제)  8b 클로로피크린(훈증제)
응애류 생장 저해 10a, 10b	부화 및 성장 억제	클로펜테신, 헥시티아족스(10a) 에톡사졸(10b)	클로펜테진, 헥시티아족스 에톡사졸
O형 키틴합성 저해 15	키틴 생합성 차단 → 탈피 실패	벤조일요소(우레아)계	디플로벤쥬론, 클로로플루아쥬론, 테플로벤쥬론, 노발루론, 루페누론, 트리플루뮤론, 헥사플루뮤론
I형 키틴합성 저해16	키틴 형성 억제 → 성장 저해	뷰프로페진(Buprofezin)	16
파리목 곤충 탈피 저해17	성장 및 탈피 방해	사이로마진(Cyromazine)	17
지질생합성 저해23	지방산 합성 차단 → 세포 구조 불안정	테트론산 및 테트람산 유도체	스피로디클로펜, 스피로메시펜, 스피로테트라맷
미생물에 의한 중장 세포막 파괴11a, 11b	Bt 내독소 → 중장 세포 파괴	Bt 단백질 (Bt aizawai, Bt kurstaki)	11a, 11b
미토콘드리아 ATP 합성 저해12a~12d	ATP 생산 차단 → 에너지 생성 불가	디아메틸퓨론 12a
		유기주석 살선충제 12b	아씨틴, 아조사이클로틴, 사이헥사틴, 싸이틴, 펜뷰타틴옥사이드
		프로파자이트12c	프로파자이트
		테트라디폰 12d	테트라디폰
수소이온 구배형성 저해13	ATP 합성 억제 → 세포 기능 장애	피롤계, 디니트로페놀계, 설플루라마이드	클로르페나피르
[호홉]전자전달계 복합체 I 저해21a, 21b	NADH 탈수소효소 억제 → ATP 합성 중단	METI 살비제 및 살충제	테부펜피라드, 페나자퀸, 펜피로시메이트, 피리다벤
		로테논	로테논
[호홉]전자전달계 복합체 II 저해 25a, 25b	FADH₂ 산화 저해 → 전자 전달 차단	β-케토니트릴 유도체, 카복시닐라이드계	사이에노피라펜, 사이플루메토펜
[호홉]전자전달계 복합체 III 저해	사이토크롬 bc₁ 복합체 저해 → ATP 합성 방해	하이드라메틸논, 아세퀴노실 등	20a~20d
[호홉]전자전달계 복합체 IV 저해	산소 소비 차단 → 세포호흡 정지	인화물계, 시안화물	24a, 24b

 

 

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