농약의 핵심 원리: 세포 호흡을 멈추면 모든 것이 멈춘다

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.

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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)

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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.

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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