早在18世紀，一種天然的氨基甲酸酯毒扁豆鹼（eserine）已經用於眼科治療疾病，能使瞳孔收縮，用量過多則病人呼吸困難甚至引起死亡。1930年知道這類藥物是乙醯膽鹼酯酶（AChE）的抑制劑。1941年發現有機磷的作用與毒扁豆鹼相似，同時，肯定了這兩類殺蟲劑的作用都是對AChE的抑制。在昆蟲中經過30餘年的研究認為這兩類化合物也是作用於AChE，昆蟲AChE受抑制是致死的原因。早期研究，發現有機磷酸酯對脂族酯酶有比對AChE更強烈抑制作用。現在已經澄清，有機磷酸酯對脂族酯酶雖然產生抑制作用，但是試驗昆蟲並不出現中毒症狀。昆蟲中毒時與AChE受抑制程度密切相關，嚴重中毒時酶的活性很低。昆蟲復活時酶的活性增高，昆蟲死亡時酶的活性最低。 有機磷和氨基甲酸酯同AChE的反應與乙醯膽鹼同AChE的反應非常相似。 有機磷酸酯類殺蟲劑與AChE的反應式如下 PX代表有機磷殺蟲劑，X代表側鏈部分例如對氧磷中的E代表AChE，Kd是解離常數（或者稱親和力常數），K2是磷醯化反應速率常數有時寫作Kp，K3是脫磷醯基水解速率常數或者稱酶致活常數。反應開始時有機磷酸酯先與酶形成複合體（PX稥），X分離後形成磷醯化酶（PE），再經過脫磷醯基使AChE恢復。其中以K3步驟最慢。 氨基甲酸酯類殺蟲劑的反應步驟與上完全相同。反應式如下 氨基甲酸酯（CX），首先與酶形成複合體（CX稥），再分離X形成氨基甲醯化酶（CE），最後氨基甲醯化酶經過脫氨基甲醯基水解作用使酶恢復。K3步驟比乙醯化酶水解慢，但是比磷醯化酶水解快的多。一般情況下，AChE活性恢復50%需要20min。 根據上述酶與殺蟲劑反應的三個步驟分別介紹它們的機理如下。 （1）形成可逆性複合體。Kd的研究經過很長時間。由於複合體的形成和消失的時間很短，一般的試驗條件很難得到複合體。因此，對複合體是否存在爭論了很多年。Main及Iversion1966年使用特殊的反應槽進行抑制劑與AChE反應試驗，得到複合體存在的時間是1～10s。Hart及O′Brien使用示波器記錄反應時間得到多種抑制劑的Kd及K2值，複合體存在的時間從幾ms到2s。目前，無論是在各種條件的試驗或是化學動力學的分析中，都證實了酶與抑制劑在共價鍵形成之前先結合成複合體。 （2）醯化反應。有機磷酸酯和氨基甲酸酯類殺蟲劑都是透過醯化反應對AChE產生抑制作用，形成磷醯化酶和氨基甲醯化酶。 （3）酶的復活。被抑制的AChE主要靠水解作用使酶恢復活性。如果不用酶復活劑，磷醯化酶恢復很慢。例如兔紅血球中的AChE，受二甲基化合物抑制時形成的二甲基磷醯化酶，37℃恢復活性50%需要80min，二乙基磷醯化酶需要500min，二異丙基磷醯化酶基本上不能恢復。家蠅頭部乙醯膽鹼酯酶活體試驗可以恢復，離體試驗任何磷醯化酶都不能恢復活性。氨基甲醯化酶恢復活性比較快，牛紅血球中氨基甲醯化酶恢復活性50%需要19min（pH7，38℃），家蠅頭部24min（pH8，30℃），蜜蜂頭部26min（pH8，30℃）。 在高等動物中被抑制的AChE可以用化學藥物使酶迅速恢復，有些藥物已經作為高等動物有機磷酸酯中毒的治療藥物。這些藥物都是親核性試劑，它們的作用都是攻擊磷醯化酶中的磷原子而取代它們。像AChE被抑制時的步驟一樣；酶（E）取代了有機磷酸酯（PX）中的X基團，而親核試劑（A）又取代了P。反應的過程可以簡單的用下式表示。 E＋PX→PE＋X PE＋A→P＋EA 因為EA很不穩定，酶（E）很快與親核試劑A分離，酶的活性完全恢復。 早期研究的親核試劑是羥胺（NH2OH），是一個弱的AChE復活劑。例如，用羥胺使酶的活性恢復只比自然恢復增加10%。對氨基甲醯化酶的效果比較好，可以使K3步驟水解速率增加7倍。由於羥胺本身的毒性很大不能用作治療藥物，後來的研究發現吡啶-2－甲醛肟（2－PAM）是磷醯化酶很有效的復活劑。但是對氨基甲醯化酶沒有使酶復活的效果。 （4）酶的老化。老化只發生在磷醯化酶中，氨基甲醯化酶未發現老化問題。所謂老化是指磷醯化酶在恢復過程中轉化為另一種結構，以至羥胺類的藥物不能使酶恢復活性。例如，二乙基磷醯化丁醯膽鹼酯酶，在抑制作用開始10min以內可以用羥胺藥物恢復90%活性，如果24h以後再用羥胺藥物時則酶恢復活性不到10%。 產生老化的原因是磷醯化酶的脫烷基反應，反應式如下： 磷醯化酶能夠自發的脫掉一個烷基，變成一個帶陰離子的一烷基磷醯化酶。由於帶負電荷，對羥胺及其他親核試劑不敏感，AChE不能復活。Berends等1959年就證實了脫烷基反應，用放射性同位素標記的二異丙基氟磷酸酯抑制馬血漿丁醯膽鹼酯酶，後來形成了一異丙基磷醯化酶，結構式如下： 用2－PAM處理後，發現酶恢復的速率與一異丙基磷醯化酶增長的速率幾乎相等。同時，還證實了一異丙基磷醯基的確結合在酶上。 磷醯化酶的老化速率與磷醯基上的烷基有關。只有極少數的化合物，形成磷醯化酶後很快轉變為老化酶。例如，一種有機磷神經毒氣（soman）O-1，2，2-三甲基丙基－甲基氟磷酸酯，抑制牛紅血球中的AChE後，只要3.2min就老化50%。又如，去乙基胺吸磷（HO）（C2H5O）P（O）SCH2CH2N（C2H5）2抑制的AChE幾乎完全不能用羥胺復活。大鼠紅血球中的AChE被抑制後形成的二乙基磷醯化酶50%轉變為老化酶需要36h，而二異丙基磷醯化酶50%轉變為老化酶只需要4h。 （5）中毒和治療。有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑對動物神經系統的乙醯膽鹼酯酶產生抑制作用，如果長時間酶的活性不能恢復，則將引起動物死亡。死亡的原因往往是呼吸困難產生窒息作用。在脊椎動物的試驗中發現有四種不同的情況：①支氣管阻塞，吸入空氣受阻；②血壓降低；③隔膜的神經肌肉聯結點阻塞；④腦的呼吸中心出現故障。例如，試驗動物猴中毒時是呼吸中心出現故障，貓是支氣管堵塞，兔子是隔膜肌出現故障。這些症狀使動物呼吸困難，窒息而死亡。 脊椎動物中毒治療的方法有兩種：一是使用藥物抵抗過量的乙醯膽鹼的作用，稱之為生理頡頏劑，常用的藥物是阿托品；二是及早恢復酶的功能，稱之為中毒酶重活化劑（又稱復能劑）。對有機磷殺蟲劑中毒可以用2-PAM類的藥物。這兩種方法對昆蟲都無效。可能是因為昆蟲的膽鹼能突觸全部在中樞神經系統——腦和神經節內，離子的或是解離的化合物2-PAM及阿托品都難以到達中樞神經系統。 乙醯膽鹼酯酶的復活劑主要是2-PAM類的藥物，目前常用的有兩種： ①解磷定。化學名稱為吡啶-2－甲醛肟碘甲烷，簡稱2-PAM-I。對哺乳動物毒性很小，大白鼠口服LD50值為4000mg/kg體重，靜脈注射LD50值為159mg/kg體重。 解磷定 氯磷定 ②氯磷定。吡啶-2-甲醛肟氯甲烷，簡稱2-PAM-Cl。大白鼠口服LD50值為4100mg/kg體重，靜脈注射LD50值為95mg/kg體重。 這兩種復活劑對有機磷中毒有療效，對氨基甲酸酯類殺蟲劑中毒無療效。試驗證實這兩種復活劑不但不能治療甲萘威中毒的狗，反而增加了甲萘威對狗的毒性。解磷定及氯磷定是作用於酶而不是受體，由於它們是離子化合物被高等動物的血腦屏障阻擋，不能進入中樞神經系統，因此，不能使腦中被抑制的膽鹼酯酶（包括AChE）恢復活性。 由於阿托品對毒蕈鹼型突觸引起的症狀有效，解磷定對外周神經菸鹼型突觸有效，因此兩者合用是最好的治療方法。
早在18世紀，一種天然的氨基甲酸酯毒扁豆鹼（eserine）已經用於眼科治療疾病，能使瞳孔收縮，用量過多則病人呼吸困難甚至引起死亡。1930年知道這類藥物是乙醯膽鹼酯酶（AChE）的抑制劑。1941年發現有機磷的作用與毒扁豆鹼相似，同時，肯定了這兩類殺蟲劑的作用都是對AChE的抑制。在昆蟲中經過30餘年的研究認為這兩類化合物也是作用於AChE，昆蟲AChE受抑制是致死的原因。早期研究，發現有機磷酸酯對脂族酯酶有比對AChE更強烈抑制作用。現在已經澄清，有機磷酸酯對脂族酯酶雖然產生抑制作用，但是試驗昆蟲並不出現中毒症狀。昆蟲中毒時與AChE受抑制程度密切相關，嚴重中毒時酶的活性很低。昆蟲復活時酶的活性增高，昆蟲死亡時酶的活性最低。 有機磷和氨基甲酸酯同AChE的反應與乙醯膽鹼同AChE的反應非常相似。 有機磷酸酯類殺蟲劑與AChE的反應式如下 PX代表有機磷殺蟲劑，X代表側鏈部分例如對氧磷中的E代表AChE，Kd是解離常數（或者稱親和力常數），K2是磷醯化反應速率常數有時寫作Kp，K3是脫磷醯基水解速率常數或者稱酶致活常數。反應開始時有機磷酸酯先與酶形成複合體（PX稥），X分離後形成磷醯化酶（PE），再經過脫磷醯基使AChE恢復。其中以K3步驟最慢。 氨基甲酸酯類殺蟲劑的反應步驟與上完全相同。反應式如下 氨基甲酸酯（CX），首先與酶形成複合體（CX稥），再分離X形成氨基甲醯化酶（CE），最後氨基甲醯化酶經過脫氨基甲醯基水解作用使酶恢復。K3步驟比乙醯化酶水解慢，但是比磷醯化酶水解快的多。一般情況下，AChE活性恢復50%需要20min。 根據上述酶與殺蟲劑反應的三個步驟分別介紹它們的機理如下。 （1）形成可逆性複合體。Kd的研究經過很長時間。由於複合體的形成和消失的時間很短，一般的試驗條件很難得到複合體。因此，對複合體是否存在爭論了很多年。Main及Iversion1966年使用特殊的反應槽進行抑制劑與AChE反應試驗，得到複合體存在的時間是1～10s。Hart及O′Brien使用示波器記錄反應時間得到多種抑制劑的Kd及K2值，複合體存在的時間從幾ms到2s。目前，無論是在各種條件的試驗或是化學動力學的分析中，都證實了酶與抑制劑在共價鍵形成之前先結合成複合體。 （2）醯化反應。有機磷酸酯和氨基甲酸酯類殺蟲劑都是透過醯化反應對AChE產生抑制作用，形成磷醯化酶和氨基甲醯化酶。 （3）酶的復活。被抑制的AChE主要靠水解作用使酶恢復活性。如果不用酶復活劑，磷醯化酶恢復很慢。例如兔紅血球中的AChE，受二甲基化合物抑制時形成的二甲基磷醯化酶，37℃恢復活性50%需要80min，二乙基磷醯化酶需要500min，二異丙基磷醯化酶基本上不能恢復。家蠅頭部乙醯膽鹼酯酶活體試驗可以恢復，離體試驗任何磷醯化酶都不能恢復活性。氨基甲醯化酶恢復活性比較快，牛紅血球中氨基甲醯化酶恢復活性50%需要19min（pH7，38℃），家蠅頭部24min（pH8，30℃），蜜蜂頭部26min（pH8，30℃）。 在高等動物中被抑制的AChE可以用化學藥物使酶迅速恢復，有些藥物已經作為高等動物有機磷酸酯中毒的治療藥物。這些藥物都是親核性試劑，它們的作用都是攻擊磷醯化酶中的磷原子而取代它們。像AChE被抑制時的步驟一樣；酶（E）取代了有機磷酸酯（PX）中的X基團，而親核試劑（A）又取代了P。反應的過程可以簡單的用下式表示。 E＋PX→PE＋X PE＋A→P＋EA 因為EA很不穩定，酶（E）很快與親核試劑A分離，酶的活性完全恢復。 早期研究的親核試劑是羥胺（NH2OH），是一個弱的AChE復活劑。例如，用羥胺使酶的活性恢復只比自然恢復增加10%。對氨基甲醯化酶的效果比較好，可以使K3步驟水解速率增加7倍。由於羥胺本身的毒性很大不能用作治療藥物，後來的研究發現吡啶-2－甲醛肟（2－PAM）是磷醯化酶很有效的復活劑。但是對氨基甲醯化酶沒有使酶復活的效果。 （4）酶的老化。老化只發生在磷醯化酶中，氨基甲醯化酶未發現老化問題。所謂老化是指磷醯化酶在恢復過程中轉化為另一種結構，以至羥胺類的藥物不能使酶恢復活性。例如，二乙基磷醯化丁醯膽鹼酯酶，在抑制作用開始10min以內可以用羥胺藥物恢復90%活性，如果24h以後再用羥胺藥物時則酶恢復活性不到10%。 產生老化的原因是磷醯化酶的脫烷基反應，反應式如下： 磷醯化酶能夠自發的脫掉一個烷基，變成一個帶陰離子的一烷基磷醯化酶。由於帶負電荷，對羥胺及其他親核試劑不敏感，AChE不能復活。Berends等1959年就證實了脫烷基反應，用放射性同位素標記的二異丙基氟磷酸酯抑制馬血漿丁醯膽鹼酯酶，後來形成了一異丙基磷醯化酶，結構式如下： 用2－PAM處理後，發現酶恢復的速率與一異丙基磷醯化酶增長的速率幾乎相等。同時，還證實了一異丙基磷醯基的確結合在酶上。 磷醯化酶的老化速率與磷醯基上的烷基有關。只有極少數的化合物，形成磷醯化酶後很快轉變為老化酶。例如，一種有機磷神經毒氣（soman）O-1，2，2-三甲基丙基－甲基氟磷酸酯，抑制牛紅血球中的AChE後，只要3.2min就老化50%。又如，去乙基胺吸磷（HO）（C2H5O）P（O）SCH2CH2N（C2H5）2抑制的AChE幾乎完全不能用羥胺復活。大鼠紅血球中的AChE被抑制後形成的二乙基磷醯化酶50%轉變為老化酶需要36h，而二異丙基磷醯化酶50%轉變為老化酶只需要4h。 （5）中毒和治療。有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑對動物神經系統的乙醯膽鹼酯酶產生抑制作用，如果長時間酶的活性不能恢復，則將引起動物死亡。死亡的原因往往是呼吸困難產生窒息作用。在脊椎動物的試驗中發現有四種不同的情況：①支氣管阻塞，吸入空氣受阻；②血壓降低；③隔膜的神經肌肉聯結點阻塞；④腦的呼吸中心出現故障。例如，試驗動物猴中毒時是呼吸中心出現故障，貓是支氣管堵塞，兔子是隔膜肌出現故障。這些症狀使動物呼吸困難，窒息而死亡。 脊椎動物中毒治療的方法有兩種：一是使用藥物抵抗過量的乙醯膽鹼的作用，稱之為生理頡頏劑，常用的藥物是阿托品；二是及早恢復酶的功能，稱之為中毒酶重活化劑（又稱復能劑）。對有機磷殺蟲劑中毒可以用2-PAM類的藥物。這兩種方法對昆蟲都無效。可能是因為昆蟲的膽鹼能突觸全部在中樞神經系統——腦和神經節內，離子的或是解離的化合物2-PAM及阿托品都難以到達中樞神經系統。 乙醯膽鹼酯酶的復活劑主要是2-PAM類的藥物，目前常用的有兩種： ①解磷定。化學名稱為吡啶-2－甲醛肟碘甲烷，簡稱2-PAM-I。對哺乳動物毒性很小，大白鼠口服LD50值為4000mg/kg體重，靜脈注射LD50值為159mg/kg體重。 解磷定 氯磷定 ②氯磷定。吡啶-2-甲醛肟氯甲烷，簡稱2-PAM-Cl。大白鼠口服LD50值為4100mg/kg體重，靜脈注射LD50值為95mg/kg體重。 這兩種復活劑對有機磷中毒有療效，對氨基甲酸酯類殺蟲劑中毒無療效。試驗證實這兩種復活劑不但不能治療甲萘威中毒的狗，反而增加了甲萘威對狗的毒性。解磷定及氯磷定是作用於酶而不是受體，由於它們是離子化合物被高等動物的血腦屏障阻擋，不能進入中樞神經系統，因此，不能使腦中被抑制的膽鹼酯酶（包括AChE）恢復活性。 由於阿托品對毒蕈鹼型突觸引起的症狀有效，解磷定對外周神經菸鹼型突觸有效，因此兩者合用是最好的治療方法。