Research for developing novel insect growth regulators to avoid insecticide resistance and non-target organism toxicity

研究开发新型昆虫生长调节剂以避免杀虫剂抗性和非目标生物毒性

基本信息

批准号：
22H02359
负责人：
塩月孝博
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02359/
关键词：
昆虫成長制御剤選択的害虫防除昆虫ホルモン

项目摘要

島根大学と茨城大学では、カイコに対し2-メチルベンゾイミダゾール（MBMI）の1位に2-クロロベンジル基を持つ誘導体が高い成長阻害活性を示し、3-クロロベンジル誘導体はほとんど活性を持たず、4-クロロベンジル誘導体は成長阻害活性を示さないかわりに早期致死活性が高いことを発見した。このように構造がよく類似した類縁体で活性が全く異なったことから、複数の作用点が存在し、それぞれの標的分子との相互作用・親和性に違いがあることが示唆された。さらに、2-クロロベンジル体と3-クロロベンジル体を同時に投与すると、2-クロロベンジル体の活性が弱められることが分かった。これは標的分子の結合部位で競合するというより体内の移行に関与するキャリアタンパク質上で競合することで2-クロロベンジル体が標的分子への到達するのを阻害した結果ではないかと考察された。島根大学において、新規に1-ベンジル基上に異なる置換基を持つ誘導体を合成したところ、2および4位の電子供与性の置換基を持つものに高い生物活性が認められた。また4位の置換基では、アルキル基では早期致死、アルキルオキシ基では成長阻害を示すことが明らかとなった。農研機構と島根大学で、標的分子候補の幼若ホルモン（JH）結合タンパク質（JHBP）に2つの蛍光発色団を付加したJHセンサーを用いたFRET活性により合成した化合物の親和性を評価したところ、複数の化合物が本来のリガンドである幼若ホルモンより高いFRET活性を示した。JHBPは、JHと結合した複合体のX線結晶構造解析によりエポキシ基の酸素がチロシン128と水素結合することが知られており、農研機構において1-(4-プロピルオキシベンジル)BMBIを結合させた複合体のX線結晶構造解析を行ったところ、プロピルオキシ基の酸素がチロシン128と水素結合していることが分かった。

岛根大学和茨城大学发现，1位带有2-氯苄基的2-甲基苯并咪唑（MBMI）衍生物对蚕表现出高生长抑制活性，而3-氯苄基衍生物则几乎没有活性。氯苄基衍生物不表现出生长抑制活性，但具有较高的早期致死活性。这些结构非常相似的类似物具有完全不同的活性，这一事实表明存在多个作用位点，并且与每个靶分子的相互作用和亲和力存在差异。此外，发现当同时施用2-氯苄基和3-氯苄基时，2-氯苄基的活性减弱。认为这是通过竞争参与其在体内运输的载体蛋白而不是竞争靶分子的结合位点来抑制2-氯苄基形式到达靶分子的结果。在岛根大学，我们新合成了1-苄基上带有不同取代基的衍生物，发现2-位和4-位带有给电子取代基的衍生物具有很高的生物活性。此外，关于4位的取代基，可知烷基导致早期死亡，烷氧基导致生长抑制。在国家农业和食品研究组织和岛根大学，我们使用 JH 传感器评估了通过 FRET 活性合成的化合物的亲和力，其中两个荧光发色团添加到候选目标分子保幼激素 (JH) 结合蛋白 (JHBP) 上，多种化合物表现出比其天然配体保幼激素更高的 FRET 活性。根据与JH结合的复合物的X射线晶体结构分析，已知JHBP在环氧基团的氧和酪氨酸128之间具有氢键，并且已知JHBP在1-(4-丙氧基苄基)BMBI处结合国家农业和食品研究组织 (NARO) 对所得复合物的 X 射线晶体结构分析表明，丙氧基中的氧与酪氨酸 128 形成氢键。