7.2.2. Пропестициды

Углубление знаний об особенностях метаболизма ксенобиотиков у организмов разных таксонов может дать ключ к созданию экологически эффективных и достаточно избирательных регуляторов агроэкосистем, более безопасных, чем современные не избирательно действующие пестициды. В этой связи перспективно создание пропестицидов - нетоксичных или сравнительно малотоксичных веществ, которые под действием ферментов животных, растений или микроорганизмов превращаются в собственно пестициды, скажем, ингибиторы определенных функционально важных белков (см. [Fukuto, 1984; Мельников, 1987]).

Рис. 43. Метаболическая активация пропестицидов [Fukuto, 1984] В организме членистоногих картап (cartap), ацефат (acephate), хлордимеформ (chlordimetorm) трансформируются с образованием более токсичных продуктов: нереистоксина (nereistoxin), метамифоса (metamiphos), деметилхлордимеформа (demethylclilordime torm - DC DM) соответственно

Существует несколько групп веществ, которые в той или иной мере проявляют свойства пропестицидов и существенно более высокую токсичность для насекомых по сравнению с токсичностью для позвоночных животных.

Полезный обзор проинсектицидов сделан в работе [Fukuto. 1984], где рассмотрены, в частности: 1) метилкарбаматы (например, карбосульфан, ONCOL и малотоксичный для млекопитающих U = 56,299 с LD₅₀ для крыс 8000 мг/кг), 2) формамидины (например, хлордимеформ; однако продукты метаболизма ряда формамидинов - ариламины - являются мутагенами и канцерогенами), 3) фосфорамидотиоаты. К фосфорамидотиоатам относится ацефат (acephate), который превращается в организме насекомых в более токсичный метамидофос (methamidophos) (рис. 43).

Еще одной группой проинсектицидов являются вещества, которые превращаются в нереистоксин - природный токсин (LD50 для мышей 188 мг/кг) морских аннелид Lumbriconereis heteropoda Marenz. К таким проинсектицидам относятся картап (cartap, LD₅₀ для крыс 325-345 мг/кг) и бензультап (bensultap, LD₅₀ для крыс 1120 мг/кг) [Fukuto, 1984]. Образующийся из них нереистоксин (см. рис. 43) парализует насекомых, подавляя чувствительность яостсинаптических мембран к ацетилхолину. Приходится отметить, что в литературе имеются расхождения в оценке токсичности нереистоксина. По данным Н. Н. Мельникова, [1987] ЛД50 нере- истоксина для позвоночных животных 1,8 мг/кг.

К веществам, которые входят в число возможных перспективных пропестицидов, относятся [Мельников и др., 1984] сульфенильные производные арилметилкарбаминовой кислоты с общей формулой, изображенной на рис. 44, а также сульфенильные производные карбофурана с общей формулой, приведенной на том же рисунке, сульфенпроизводные метамидофоса, некоторые производные метомила и другие вещества [Мельников и др., 1984].

Для получения пропестицидов была использована также способность насекомых деалкилировать стероидные молекулы растений - С₂₉-фитостеролы. Существенно, что эта способность уникальна для членистоногих и большинство других организмов - от бактерий до млекопитающих - лишено способности деалкилировать С₂₉-фитостеролы, поскольку они удовлетворяют свою потребность в стероидах за счет способности синтезировать их из мевалоната (последней способности насекомые лишены). Используя это, Г. Прествич с сотр. (университет штата Нью-Йорк) в 1983 г. синтезировал ряд 29-монофторстеролов и испытал их в качестве проинсектицидов на гусеницах Manduca sexta. Оказалось, что они действуют достаточно эффективно, поскольку деалкилирование этих веществ высвобождает в организме насекомых фторацетат, а последний превращается в α-фторцитрат, который ингибирует фермент аконитатгидратазу или мембранный белок, участвующий в транспорте через мембрану цитрата [Prestwich et al., 1983]. Интересно, что специфичность данного класса пропестицидов, по-видимому, довольно высока. Считается, что даже не все насекомые способны деалкилировать фитостеролы: эта способность присуща в основном только растительноядным насекомым (но не насекомым-зоофагам).

Пока еще широких экспериментальных исследований специфичности нового класса проинсектицидов не было; обнаружение такой специфичности имело бы огромное значение - впервые сельское и лесное хозяйства получили бы инсектицидные препараты, безвредные для членистоногих-энтомофагов и акарифагов.

Рис. 44. Общие формулы некоторых веществ, проявляющих пропестицидные свойства 1 - сульфенильные производные арилметилкарбаминовой кислоты; 2 - сульфенильные производные карбофурана