Abstract
O-ethyl S-methyl ethylphosphonothioate [$LD_{50}$ (rat, oral) 4.6mg/kg ; $K_i$(bovine erythrocyte acetylcholinesterase) 303 $M^{-1\;min-1}$] was selected as a model compound to study the mode of action of O, S-dialkyl alkylphosphonothioates which have been hypothesized to be toxic via a bioactivation process. Two chemical oxidants, meta-chloroperoxybenzoic acid and monoperoxyphthalic acid, and rat liver microsomal oxidases were used to mimic the action of mixed function oxidases on the model compound. The formation of S-oxide, a very unstable active intermediate, was proposed based on the identification of metabolic products.Furthermore, a trapping experiment with ethanol showed that the unstable intermediate S-oxide had the ability to phosphorylate acetylcholinesterase which is an important enzyme in nerve systems. The S-oxide intermediates are presumed to be responsible for the toxicity of O,S-dialkyl alkylphosphonothioates.
O,S-dialkyl alkylphosphonothioates 계열 유기인제 농약의 체내 작용기작을 이해하기 위하여 model 화합물 (1), O-ethyl S-methyl ethylphosphonothioate [$LD_{50}$(rat, oral) 4.6mg/kg ; $K_i$(bovine erythrocyte acetylcholinesterase) 303 $M^{-1}min^{-1}$]이 선정되었다. 이 유기인계 화합물들은 체내에서 활성화(活性化) 과정을 겪으면서 독성(毒性)을 발현하는 것으로 가설(假說)되어져 왔다. 생체 내 mixed function oxidases에 의한 산화 활성화 과정을 화학적(化學的)으로 재현하기 위하여 두 종류의 유기산화제 즉, meta-chloroperoxybenzoic acid와 monoperoxyphthalic acid가 사용되었고, 대사적(代謝的) 산화를 재현하기 위하여 쥐 간(肝)에서 추출한 microsomal oxidation system을 이용한 in vitro 산화반응이 시도되었다. 산화반응 중간생성물인 S-oxide의 존재가 전구물질(1)의 가설적 산화 반응경로를 통해서 간접적으로나마 충분히 확인 되어질 수 있었다. 더욱이 ethanol을 이용한 trapping 실험에서 불안정한 산화중간물질인 S-oxide가 강한 phosphorylating agent라는 것이 확인되어, 전구물질 (1)로부터 산화반응을 거치면서 생성된 이 중간물질이 체내 신경전달에 중요한 역할을 하는 acetylcholinesterase를 phosphorylation하게 되고, 결국 이런 활성화 과정을 통해 이 계열의 화합물들이 독성을 발휘하는 것으로 이해될 수 있었다.
