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농약은 여러 작용기작이 있습니다. 그중에서도 '다' 계열은 세포의 호홉을 차단하는 역할을 하는 것들인데요. 오늘은 그것들을 알아보겠습니다.
생물의 에너지 공장, '미토콘드리아'
사람이든, 곤충이든, 식물 병원균이든 모든 살아있는 생물은 세포 안에 **'미토콘드리아'**라는 작은 에너지 공장을 가지고 있습니다. 이 공장에서 영양분을 사용해 ATP라는 최종 에너지를 만들어내야 살아갈 수 있습니다.
이 에너지 공장은 여러 단계의 컨베이어 벨트(생산 라인)로 이루어져 있는데, 이것이 바로 사진에 나오는 '복합체(Complex) I, II, III, IV' 등입니다.
농약의 작동 원리: 에너지 공장 파괴!
사진 속 농약들은 이 에너지 공장의 특정 생산 라인을 멈추게 하는 '방해꾼' 역할을 합니다.
1. 생산 라인 초반을 공격 (다1, 다2)
- 다1: 복합체 I 저해
- 에너지 생산 라인의 가장 첫 번째 단계를 멈추게 합니다.
- 마치 공장의 전원 스위치를 내려버리는 것과 같습니다.
- (예: 피리미딘아민계 농약)
- 다2: 복합체 II 저해
- 에너지 생산 라인의 두 번째 단계를 멈추게 합니다.
- 첫 번째 라인은 돌아가도 두 번째에서 멈추니 결국 에너지를 만들 수 없습니다.
- (예: 카복사마이드계 농약)
2. 생산 라인 중반을 공격 (다3, 다4)
- 다3 & 다4: 복합체 III 저해
- 에너지 생산의 가장 중요한 중간 허리를 끊어버립니다.
- 사진을 보면 '퀴논 외측(바깥쪽)', '퀴논 내측(안쪽)'으로 나뉘는데, 같은 '복합체 III'라는 기계를 공격하더라도 공격하는 부위가 약간 다른 것을 의미합니다.
- 가장 종류가 많고 널리 쓰이는 살균제들이 여기에 속합니다. (예: 스트로빌루린계, 사이아조파미드 등)
- 가장 중요한 라인이 멈추니 에너지 생산이 완전히 중단됩니다.
3. 생산 라인 막바지를 공격 (다5, 다6)
- 다5: 인산화 반응 저해 (탈공역)
- 조금 독특한 방식입니다. 생산 라인은 계속 돌아가게 만들지만, 최종 에너지(ATP)가 만들어지지 않고 쓸데없는 열만 나게 합니다.
- 비유하자면, 자동차 엔진은 쌩쌩 돌아가는데 바퀴가 헛돌아 앞으로 나아가지 못하는 상태와 같습니다.
- (예: 디니트로페놀계 농약)
- 다6: ATP 생성효소 저해
- 모든 생산 라인을 다 거쳐온 재료로 최종 에너지(ATP)를 포장하는 마지막 기계를 고장 냅니다.
- 모든 준비가 끝나도 마지막 단계에서 실패하게 만들어 에너지를 얻지 못합니다.
- (예: 유기주석계 농약)
결론
결론적으로, 사진 속 농약(살균제)들은 해충이나 병균의 에너지 공장(미토콘드리아)을 다양한 방법으로 공격하여 에너지(ATP) 생산을 막아버립니다.
에너지가 없으면 생명 활동을 할 수 없으므로, 결국 해충과 병균은 굶어 죽는 것과 같은 효과로 방제되는 것입니다.
이처럼 작용 원리가 다양하기 때문에, 한 가지 약에 내성이 생긴 병균이나 해충을 방제하기 위해 다른 작용 원리를 가진 약을 번갈아 사용하는 것이 중요합니다.
농약 작용기작 분류표 (호흡 저해제: 다1~다8)
| 구분 | 작용기작 (Mechanism of Action) | 화학 계통 (Chemical Group) | 해당 약제 (Active Ingredients) |
|---|---|---|---|
| 다1 | 복합체 I의 NADH 산화환원효소 저해 | 피리미딘아민계 | 디플루메토림 |
| 다2 | 복합체 II의 숙신산(호박산) 탈수소효소 저해 | ① 페닐벤즈아마이드계 ② 카복사마이드계 ③ 피리디닐에틸벤자마이드계 |
① 메프로닐, 플루톨라닐 ② 옥시카복신, 피라졸카복사마이드, 보스칼리드, 아이소피라잠 ③ 플루오피람 |
| 다3 | 복합체 III: 퀴논 외측(Qo)에서 시토크롬 bc1 기능 저해 | ① 메톡시아크릴레이트계 (스트로빌루린계) ② 메톡시카바메이트계 (스트로빌루린계) ③ 옥시미노아세테이트계 (스트로빌루린계) ④ 옥시미노아세타마이드계 ⑤ 옥사졸리딘디온계 ⑥ 이미다졸리논계 |
① 아족시스트로빈, 피콕시스트로빈 ② 피라클로스트로빈 ③ 크레속심메틸, 트리플록시스트로빈 ④ 오리사스트로빈 ⑤ 파목사돈 ⑥ 페나미돈 그 외 피리벤카브 등 |
| 다4 | 복합체 III: 퀴논 내측(Qi)에서 시토크롬 bc1 기능 저해 | ① 시아노이미다졸계 ② 설파모일트리아졸계 ③ 피콜린아마이드 |
① 사이아조파미드 ② 아미설브롬 ③ 플루로릴피콕사미드(신규) |
| 다5 | 산화적인산화 반응에서 인산화반응 저해 (탈공역 작용) | ① 디나이트로페닐크로토네이트계 ② 나이트로아닐린계 |
① 디노캅, 멥틸디노캅 ② 플루아지남 |
| 다6 | ATP 생성효소 저해 | 유기주석계 | 펜틴하이드록사이드, 펜틴아세테이트 |
| 다7 | ATP 수송 저해 | - | - |
| 다8 | 복합체 III 시토크롬 bc1 기능 저해 | 트리아졸로-피리미딜아민계 | 아메트라딘 |
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