害虫選択的な幼若ホルモン拮抗阻害剤の創製と実用化に向けた研究

害虫选择性保幼激素拮抗抑制剂的研制及应用研究

基本信息

批准号：
20K06063
负责人：
古田賢次郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06063/
关键词：
幼若ホルモンアンタゴニスト昆虫成育制御剤農薬

项目摘要

本研究は、昆虫の正常な成長に必須なホルモンである幼若ホルモン（JH）に着目し、農業害虫においてJHの機能を特異的に阻害するJHアンタゴニストを開発することを目的としている。昨年度までの研究で、カイコに対して生物活性を示さないが、同じチョウ目害虫であるシロイチモジヨトウに対して、変態阻害活性を示す新規化合物SF28を見出している。SF28はJHアゴニスト様活性を示したことから、本年は、SF28のin vtroにおける生物活性を検討するとともに、ドッキングシミュレーションに基づいたSF28の構造と活性の関係を調べた。まず、カイコ培養細胞を用いたレポーター遺伝子アッセイにおけるSF28の生物活性を検討したところ、SF28は弱いJHアンタゴニストしか示さず、JHアゴニスト活性に関しては認められなかった。このことから、SF28はカイコに対してin vitroおよびin vivoにおいても活性を示さないことが明らかになった。次に分子シミュレーションソフトMOEをもちいてヨトウガのJH受容体（Met）とのドッキングシミュレーションを行った。その際、Metの構造モデルに高精度なタンパク質予測が可能であることから注目されているAlphaFold2によるモデリングを使用した。その結果、SF28の4-メトキシベンジル基をより立体障害の小さいアルキル基に改変することで、親和性が向上することが推察された。そこで、様々な誘導体を合成し、シロイチモジヨトウに対する生物活性を調べた。n-ブチル基を導入したSF38において、脱皮不全による高い致死活性が認められた。SF38はカイコに対しては非常に弱い早熟変態誘導活性を示したことから、JHアンタゴニストとして作用していることが示唆された。

这项研究的重点是青少年激素（JH），这是一种对昆虫正常生长必不可少的激素，旨在发展JH拮抗剂，这些JH拮抗剂专门抑制JH在农业害虫中的功能。直到去年的研究发现了一种新型的化合物SF28，该化合物没有显示出针对蚕的生物学活性，但也表现出对同一Buttray害虫的变形抑制活性。由于SF28表现出类似JH激动剂的活性，今年我们研究了SF28的VTRO生物学活性，并研究了基于对接模拟的SF28结构与活动之间的关系。首先，当我们使用培养的蚕细胞研究记者基因测定中SF28的生物学活性时，SF28仅显示JH拮抗剂弱，并且未观察到JH激动剂活性。这表明SF28在体外或体内没有针对蚕的活性。接下来，使用分子模拟软件MOE使用Yotoga的JH受体（MET）进行对接模拟。在这种情况下，使用AlphaFold2建模，这引起了人们的注意，因为使用了MET结构模型的高精度蛋白质。结果，估计将SF28的4-甲氧基苯基群更改为较小的烷基烷基将改善亲和力。因此，合成了各种衍生物，并检查了对日本百合的糖浆百合的生物学活性。在引入N-丁基基团的SF38中，观察到高致死活性，这是由于摩擦衰竭而引起的。 SF38表现出非常弱的早熟变形活性对蚕，表明它是JH拮抗剂。