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新規殺虫剤創製を目指した昆虫脱皮ホルモン受容体-リガンド間相互作用の分子機構解明

Research Project

Project/Area Number 17J01486
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Bioorganic chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

横井 大洋  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords脱皮ホルモン受容体 / エクダイソン / テトラヒドロキノリン / 定量的構造活性相関 / QSAR / X線結晶構造解析 / 脱皮ホルモン / アゴニスト / 構造活性相関 / 不斉合成
Outline of Annual Research Achievements

脱皮ホルモン(20-hydroxyecdysone,20E)は,核内受容体である脱皮ホルモン受容体(ecdysone receptor,EcR)に結合することで昆虫の脱皮・変態を制御している.これは昆虫の生育にとって必須の過程であるため,EcRに結合するリガンドは新たな殺虫剤のシードとして期待されている.本研究では,テトラヒドロキノリン(THQ)骨格を有するEcRリガンドについて,その受容体への結合メカニズムを分子レベルで解明し,高活性化合物を創出することを目的とする.今年度は,これまでのTHQ類の定量的構造活性相関(QSAR)解析の結果およびヒトスジシマカEcRのリガンド結合部位の構造的特徴に関する考察をまとめ,学術論文として公表した.続いてこれらの知見に基づき,高活性が期待されるピリジン環を部分構造として持つ化合物を分子設計した.設計した化合物のヒトスジシマカEcRに対する結合親和性(IC50)を評価したところ,期待通りに高い活性を示すことが明らかになった(IC50 = 10 nM).この結果は,これまでに実施したQSAR解析の妥当性を裏付けるものである.また,EcRによるリガンド認識機構を直接的に明らかにするために,ネッタイシマカEcRの大量発現とX線結晶構造解析に着手した.その結果,100 μMの20E存在下で針状結晶を得たが,これはX線回折実験にとって十分な品質の結晶ではなく,立体構造の取得には至らなかった.また,THQ類の存在下におけるEcRの結晶化にも至っていない.今後は,結晶化条件をより詳細に検討する必要がある.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Asymmetric synthesis of tetrahydroquinoline-type ecdysone agonists and QSAR for their binding affinity against Aedes albopictus ecdysone receptors2019

    • Author(s)
      Taiyo Yokoi, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • Journal Title

      Pest Management Science

      Volume: 75 Issue: 1 Pages: 115-124

    • DOI

      10.1002/ps.5160

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure-based virtual screening for insect ecdysone receptor ligands using MM/PBSA2019

    • Author(s)
      Shinri Horoiwa, Taiyo Yokoi, Satoru Masumoto, Saki Minami, Chiharu Ishizuka, Hidetoshi Kishikawa, Shunsuke Ozaki, Shigeki Kitsuda, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      Volume: 27 Issue: 6 Pages: 1065-1075

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.02.011

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] テトラヒドロキノリン型脱皮ホルモンアゴニストの構造展開2019

    • Author(s)
      上野美乃李,横井大洋,中川好秋,宮川恒
    • Organizer
      日本農薬学会第44回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Asymmetric synthesis and quantitative structure-activity relationship of tetrahydroquinolines as potent ecdysone receptor ligands2019

    • Author(s)
      Taiyo Yokoi, Minori Ueno, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • Organizer
      14th IUPAC International Congress of Crop Protection Chemistry
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structure-activity relationship of insect molting hormone agonists2018

    • Author(s)
      Taiyo Yokoi, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • Organizer
      11th China-Japan Joint Symposium on Molecular Drug Design and Development
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テトラヒドロキノリン型脱皮ホルモンアゴニストの構造活性相関2018

    • Author(s)
      横井大洋,中川好秋,宮川恒
    • Organizer
      日本農薬学会第43回大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] テトラヒドロキノリン型脱皮ホルモンアゴニストの定量的構造活性相関2017

    • Author(s)
      横井大洋,中川好秋,宮川恒
    • Organizer
      第32回農薬デザイン研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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