杀菌剂的作用原理（杀菌剂是如何杀死病菌）

　　杀菌剂的作用是指杀死或抑制菌体生长、发育、繁殖的生理生化过程。杀菌剂接触菌类后表现为影响孢子萌芽、芽管隔膜形成、附着孢的成熟、侵入丝的形成、芽管菌丝异常、扭曲、膨大畸形、菌丝顶端异常分枝、新孢子形成以及菌核形成和萌芽等各种中毒症状。杀菌剂对菌体的作用方式有杀菌作用和抑菌作用。杀菌是一种杀菌剂在一定浓度、时间下接触菌体使其失去生长繁殖能力。抑菌是受药剂处理后，菌体的生长繁殖受到抑制，一旦脱离接触或加入抗代谢作用的竞争性抑制剂，菌体又可恢复生长繁殖。随着杀菌剂对菌生理代谢及生物化学反应的深入研究，杀菌和抑菌的概念赋予新的内涵。影响菌体内生物氧化，在菌类中毒症状上表现为孢子不能萌芽称为杀菌。影响菌体生物合成，在菌类中毒症状上表现为萌芽后的芽管或菌丝不能继续生长称为抑菌。有时杀菌或抑菌并不能截然分清，如5ppm苯菌灵可抑制一些白粉病菌菌丝生长，当500ppm浓度时即影响孢子萌芽；萎锈灵对菌体的作用方式是抑制生物氧化，但中毒表现为影响菌丝继续生长。杀菌剂对菌体的杀菌或抑制作用表现在以下三个方面。

　　杀菌剂作用原理

　　1、破坏菌体细胞结构：

　　细菌和真菌的细胞壁组成不同，杀菌剂的作用方式也不同。细菌细胞壁中主要成分为胞壁质粘肽，由N-乙酰氨基葡糖（GlcNAc）和N-乙酰壁氨酸（MurNAc）交叉结合成长链，氨基酸附着于多糖的直链上构成网状结构。细胞壁形成过程中必须通过糖肽多糖转肽酶和D-丙氨酸羧肽酶的催化交联反应。青霉素的结构与D-丙氨酰-D丙氨酸的结构相似，当青霉素与对青霉素敏感的细菌接触时，青霉素的β-内酯环的C-N键开裂，开键的C原子与转肽酶结合，抑制了转肽酶，阻止细胞壁的合成。结果使细菌变成没有细胞壁的裸露原生质，改变细胞膜的通透性，细胞膜破裂而细菌死亡。

　　真菌细胞壁的组成随不同类群而有所不同。几丁质是接合菌、子囊菌、半知菌、担子菌等类群真菌细胞壁中的重要组成成分。由N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1，4糖苷键结合成的含N多聚糖。多氧霉素、稻瘟净、稻瘟灵等杀菌剂都能抑制细胞壁的形成，但它们的作用方式不一。多氧霉素D与几丁质前体结构相似，且对几丁质合成酶的亲和力大于几丁质前体与合成酶亲和力，几丁质合成酶一旦与多氧霉素D结合，即失去聚合几丁质的能力。而稻瘟净的作用是阻止几丁质前体透过细胞膜使合成酶得不到几丁质前体，起隔离作用。稻瘟灵的作用则在影响几丁质以外的其它细胞壁成分（脂肪酸、油酯、磷脂等）的合成。真菌细胞壁的形成受阻后，表现的外部症状为孢子萌芽芽管粗糙，末端膨大或扭曲畸形，菌丝顶端膨大扭曲畸形等。杀菌剂除阻碍菌体细胞壁形成外，还可溶解和破坏细胞壁组成的部分物质和抑制细胞壁上的一些酶的活性以及对细胞壁的另一个组成纤维素结构的破坏。

　　菌体细胞膜是双层分子结构，由类脂质、蛋白质、甾醇和盐类。通过金属桥和疏水键连结组成，具有亲脂和亲水双亲媒性分子性质。甾醇，特别是麦角甾醇对真菌（除卵菌外）细胞膜的结构和功能关系重大。麦角甾醇合成受阻会导致膜结构的变化。麦角甾醇的生物合成部位在细胞内质网的平滑部分，从异戊间二烯经过缩合生成角鲨烯（Sgualene），经环化后生成羊毛甾醇，再由羊毛甾醇经过去甲基化和双键易位等多种反应最后生成麦角甾醇。其脱甲基化是通过多功能氧化酶（细胞色素P450）催化进行的。三唑类杀菌剂的作用就是抑制多功能氧化酶的活性从而使C14的脱甲基反应难以进行，使14-2-甲基甾醇积累。咪唑、哌嗪、吡啶、嘧啶等类的杀菌剂亦有相同的作用。而吗啉类杀菌剂则不同，它的作用点是抑制△8～△7的双键异构化及C22双键导入C24双键还原，最终也导致膜的结构受损。外表症状表现为细胞内陷、液泡化，菌丝生长畸形，末端膨胀、扭曲，分枝过多等。

　　卵磷脂是菌丝细胞膜的另一重要组成成分，异稻瘟净、克瘟散等有机磷杀菌剂通过抑制卵磷脂合成过程中的N-甲基转移酶活性，从而抑制卵磷脂合成，导致菌丝生长受阻。多果定结构上的长碳链可以使细胞膜上的脂质部分溶解，二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂可以与细胞膜上的金属桥形成络合物，铜、汞金属盐作用于膜上的蛋白质或含—SH基酶类，这些作用都能导致菌体细胞膜结构的破坏、改变膜的透性而致菌体死亡。

　　2、干扰菌体细胞代谢：

　　菌体萌芽时所需的能量来源于贮存的糖类和脂类，从一个葡萄糖分子经过糖酵解、三羧酸循环、末端氧化等一系列过程，最终产生ATP，供应菌体生长发育的需要，这一系列的生物氧化过程的各个环节都有专一性的酶参与，一旦这些酶受到杀菌剂的作用，整个代谢反应即会停止，能量供应也停止。菌体因得不到能量而死亡。大多数的保护性杀菌剂如二硫代氨基甲酸盐、克菌丹、百菌清及铜、汞、硫的无机杀菌剂等都可以抑制糖酵解和三羧酸循环过程中的多种酶的活性。至于末端氧化过程中的氧化磷酸化呼吸链，萎锈灵、敌克松、苯酚类以及砷、铜、汞剂都可以抑制该过程中酶的活性，只是不同的杀菌剂有它特有的作用点。

　　脂类的代谢亦是能量供应的重要来源。克菌丹、二硫代氨基甲酸盐、醌类杀菌剂抑制β-氧化，阻碍脂肪酸的降解。二甲酰亚胺类杀菌剂通过抑制三磷酸甘油酯的合成而干扰脂的生物合成，克瘟散还能抑制糖脂的合成。

　　3、对核酸、蛋白质合成的影响：

　　核酸是由碱基、戊糖、磷酸组成，一些杀菌剂可以直接作用于碱基，如甲菌定、乙菌定、磺酰胺类、二甲酰亚胺类、苯并咪唑类杀菌剂。单核苷酸通过核酸聚合酶的作用形成多核苷酸。放线菌素D等抗菌素能抑制核酸的聚合作用。对蛋白质的合成影响主要表现在抑制氨基酸活化、转氨基作用、aa-tRNA形成、DNA模板功能、肽键伸长、氨酰基-tRNA、mRNA和核蛋白体三者结合等过程。起抑制作用的主要是抗菌素类如链霉素、四环素、放线菌酮、稻瘟散、春雷霉素等，也有如氯硝胺、甲菌定一类有机杀菌剂。另外，蛋白质合成过程中某些酶的活性受到抑制或能量供应受阻都影响蛋白质合成。菌体细胞核酸、蛋白质合成受影响必然要反映到细胞核的形成，氯硝胺致使细胞不正常分裂增加，苯并咪唑类干扰微管蛋白聚合，致使纺锤体纤维形成受阻，有丝分裂受破坏，染色体不能向两极移动，子细胞不能正常形成。其它如二甲酰亚胺类、芳烃类杀菌剂都会引起菌体细胞有丝分裂不稳定，增加二倍体有丝分裂重组次数。

　　杀菌剂对菌体细胞代谢活动，有的仅在某个特定的位点的单一作用，如三唑酮对甾醇的合成、多菌灵对微管蛋白的亲合。也有不少杀菌剂，尤其是保护性杀菌剂是多位点的抑制，如克菌丹能抑制丙酮酸的脱羧反应，从而影响乙酰辅酶A的形成；同样脂肪酸氧化过程中也需要乙酰辅酶A参与，克菌丹亦能抑制脂肪酸氧化。