Биологические науки/7. Зоология/9. Биохимия и биофизика

К.б.н. Соколянская М. П.

Институт биохимии и генетики УНЦ РАН, Россия

РОЛЬ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ ЭСТЕРАЗ В ДЕГРАДАЦИИ ИНСЕКТИЦИДОВ РАЗНЫХ КЛАССОВ

Неспецифичесие эстеразы относятся к классу гидролаз - ферментов, которые служат для контролируемого внутриклеточного расщепления макромолекул. Гидролазы катализируют реакции переноса воды (гидролиз) между молекулами донора и акцептора и действуют на сложноэфирные и гликозидные связи, на связи С-О в простых эфирах, С-S в сульфидах, С-N в пептидах и др.

Эстеразы катализируют гидролиз сложноэфирных связей, действуют на сложные эфиры карбоновых и тио-карбоновых кислот, моноэфиры фосфорной кислоты. К этому подклассу относятся ферменты, играющие важную роль в регуляции гормонального титра, метаболизме и мобилизации жиров, нервной передаче, синтезе и отчасти транспорте кутикулярных восков, деградации разнообразных ксенобиотиков, в том числе и инсектицидов.

В данной работе исследовалась роль неспецифических эстераз комнатной мухи в формировании резистентности к инсектицидам разных химических классов: фосфорорганическим инсектицидам (ФОИ), пиретроидам, ингибиторам синтеза хитина (ИСХ) и микробиологическим препаратам.

Объектом исследований являлись имаго и личинки III возраста комнатной мухи Musca domestica L. Селекцию препаратами проводили на имаго методом пролива (для ФОИ и пиретроида) и на личинках путем добавления их в корм (для ИСХ и бакпрепарата). Стаканчики с личинками содержали при 25°С, учет проводили после вылета имаго. Критерием чувствительности имаго мух к имагоцидам служила смертельная концентрация, приводящая к гибели 50% особей (СК₅₀,%). Исходя из массы имаго мух, подвергнутых обработке ФОИ и пиретроидом, рассчитывали величины смертельной дозы СД₅₀ (в мкг/г живой массы). Критерием чувствительности личинок мух к ларвицидам служила эффективная концентрация, приводящая к гибели 50% особей (ЭК₅₀,%). Степень приобретенной устойчивости личинок комнатной мухи характеризовали показателем резистентности (ПР), который представляет собой отношение СД₅₀ (ЭК₅₀) устойчивой линии к СД₅₀ (ЭК₅₀) чувствительной линии [1]. Активность неспецифических эстераз определяли в гомогенате по скорости гидролиза a-нафтилацетата [2].

Из изученных препаратов резистентность у комнатной мухи быстрее всего формировалась к пиретроиду фенвалерату, медленнее всего - к ингибитору синтеза хитина хлорфлуазурону (табл.1). Промежуточное положение занимали фосфорорганическое соединение фоксим и микробиологический препарат битоксибациллин (БТБ).

Таблица 1. Формирование резистентности у селектированных линий комнатной мухи.

Линия и инсек-тицид	Показа- тель	Поколение
		F 5-6	F 10-12	F18-20	F24-25	F30
R-в, фоксим	ПР	0.8	1.75	3.1	4.32	4.8
R-фв, фенвалерат	ПР	2.5	21.4	24.5	31.4	32.6
R-э,хлорфлуазурон	ПР	0.74	0.97	1.14	1.87	1.55
R-бтб, битоксиба-циллин	ПР	1.43	3.6	5.12	6.17	12.55

У фоксим-селектированной линии активность эстераз в 6-м и 12-м поколениях увеличилась в 1,5 раза по сравнению с чувствительной линией, в 18-м поколении – в 3,5 раза, к 24-му поколению активность ферментов немного снизилась, но, тем не менее, в 2 раза превышала таковую у чувствительной линии (рис. 1). У мух, селектированных фенвалератом, активность эстераз возросла в 2 раза уже в 6-м поколении, а к 30-му поколению уровень активности вырос в 3 раза по сравнению с чувствительной линией. При селекции хлорфлуазуроном активность неспецифических эстераз также в 6-м поколении мух возросла почти в 2 раза по сравнению с чувствительной линией, незначительно изменяясь в процессе дальнейшей селекции. У БТБ-селектированной линии активность эстераз возросла в значительно большей степени, чем у предыдущих линий, особенно в 10-25 поколениях.

Рис. 1. Изменение активности неспецифических эстераз в селектированных линиях комнатной мухи.

Таким образом, уже в 6-12-м поколениях во всех вариантах селекции активность неспецифических эстераз значительно увеличилась по сравнению с чувствительной линией. Увеличение активности эстераз во всех селектированных линиях на начальных этапах селекции говорит о том, что эти ферменты принимают участие в формировании неспецифической устойчивости и, возможно, обусловливают наличие кросс-резистентности, которая наблюдалась у этих линий к ряду инсектицидов [3].

Литература

1. Методические указания. Определение резистентности вредителей с.-х. культур и зоофагов к пестицидам. М. ВАСХНИЛ. 1990. С. 9.

2. Van Asperen K. A study of housefly esterases by means of a sensitive calorimetric method // J. Insect. Physiol. 1962. V.8. P. 401-416.

3. Соколянская М.П. Токсикологическая и биохимическая характеристика процесса формирования резистентности у комнатной мухи (Мusca domestica L.) к современным инсектицидам // Дис. … канд. биол. наук. С-Пб. ВИЗР. 2007. 142 с.