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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

研究課題

研究課題/領域番号 17J01486
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物有機化学
研究機関京都大学

研究代表者

横井 大洋  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード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
研究実績の概要

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.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

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

    • 著者名/発表者名
      Taiyo Yokoi, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • 雑誌名

      Pest Management Science

      巻: 75 号: 1 ページ: 115-124

    • DOI

      10.1002/ps.5160

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-based virtual screening for insect ecdysone receptor ligands using MM/PBSA2019

    • 著者名/発表者名
      Shinri Horoiwa, Taiyo Yokoi, Satoru Masumoto, Saki Minami, Chiharu Ishizuka, Hidetoshi Kishikawa, Shunsuke Ozaki, Shigeki Kitsuda, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 27 号: 6 ページ: 1065-1075

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.02.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      上野美乃李,横井大洋,中川好秋,宮川恒
    • 学会等名
      日本農薬学会第44回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Asymmetric synthesis and quantitative structure-activity relationship of tetrahydroquinolines as potent ecdysone receptor ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Taiyo Yokoi, Minori Ueno, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • 学会等名
      14th IUPAC International Congress of Crop Protection Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure-activity relationship of insect molting hormone agonists2018

    • 著者名/発表者名
      Taiyo Yokoi, Yoshiaki Nakagawa, Hisashi Miyagawa
    • 学会等名
      11th China-Japan Joint Symposium on Molecular Drug Design and Development
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      横井大洋,中川好秋,宮川恒
    • 学会等名
      日本農薬学会第43回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      横井大洋,中川好秋,宮川恒
    • 学会等名
      第32回農薬デザイン研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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