Bt제가 나비목에만 적용되는 이유는?

핵심 개념

Bt제(Bacillus thuringiensis)의 선택적 살충 효과는 나비목 유충의 강알칼리성 중장 환경과 독소 단백질이 결합할 수 있는 특이적 수용체 존재 여부에 결정됩니다.

상세 설명

1. 내독소 단백질(Protoxin)의 섭취: Bt균은 포자를 형성할 때 Cry 단백질이라고 불리는 결정형 내독소를 생성하며, 나비목 유충이 숙주 식물을 섭식할 때 이를 함께 먹게 됩니다.
2. 강알칼리성 환경에서의 활성화: 나비목 해충의 중장은 pH 9.0 ~ 10.5의 강알칼리성 상태입니다. 불활성 상태인 Protoxin은 이 조건에서 단백질 분해 효소에 의해 절단되어 활성 독소(Active Toxin)로 변합니다.
3. 특이적 수용체 결합: 활성화된 독소는 나비목 유충의 중장 상피세포 벽에 있는 특정 수용체(Receptor)와 결합합니다. 포유류나 다른 곤충은 이 수용체가 없거나 구조가 달라 독소가 결합하지 못합니다.
4. 세포막 천공 및 치사: 수용체와 결합한 독소는 세포막에 구멍(Pore)을 뚫어 이온 균형을 파괴하고, 세포 용혈 현상을 일으켜 해충을 굶겨 죽이거나 패혈증으로 치사시킵니다.

시험 포인트

1. 작용 기작: Bt제는 접촉독이 아닌 식독(Stomach poison)에 의해 효과가 나타나는 살충제입니다.
2. 선택성: 환경 친화적 약제로 분류되며, 인간을 포함한 포유류는 위장이 산성이므로 독소가 활성화되지 않아 안전합니다.
3. 아종별 특성: Bt제 중 B.t. kurstaki는 주로 나비목에 작용하며, B.t. israelensis는 파리목, B.t. tenebrionis는 딱정벌레목에 작용하는 등 변종에 따라 대상 해충이 다릅니다.

비교 분석

관련 용어

1. Cry 단백질: Bt균이 생성하는 결정성 내독소 단백질입니다.
2. 중장(Midgut): 곤충의 소화기관 중 Bt 독소가 작용하는 핵심 부위입니다.
3. 생물농약: 미생물을 이용하여 제조한 농약으로 Bt제가 대표적인 예입니다.