脱皮ホルモン活性発現に必須な化学構造の解明とホルモン-受容体の結合様式の予測

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07660135
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中川 好秋 京都大学, 農学部, 助手 (80155689)
• Keywords: dibenzoylhydrazine / 脱皮ホルモン / 定量的構造活性相関 / ニカメイチュウ / 培養表皮系 / エクダイソン / 殺虫活性 / CoMFA法

Research Abstract

Dibenzoylhydrazine系化合成は、昆虫脱皮ホルモンと同様の活性を示すと共に、鱗翅目昆虫に対して強い殺虫活性を有し、その誘導体の一つであるテブフェノジドは実用化されている。これまで、殺虫活性に及ぼすdibenzoylhydrazine類のベンゼン環上の置換基効果を定量的に解析し、分子全体としての疎水性が上昇すると殺虫活性の高くなることを明らかにした。また、置換基の位置特異的な立体効果や、電子的な性質も活性にとって重要な因子であることも明らかにした。本研究では、脱皮ホルモン活性をニカメイチュウ表皮培養系を用いて測定し、殺虫活性との関係について調べ、dibenzoylhydrazine類については、培養表皮系において求めたホルモン活性が高いほど、殺虫活性の高くなることを明らかにした。さらに、植物由来のステロイド系エクダイソン類縁体についてもそのホルモン活性を測定した。平面構造的には大きく異なるdibenzoylhydrazine類と、エクダイソン類の分子をコンピュータのモデリングシステムを利用して、それぞれのX-線結晶解析のデータをもとに構築した。さらに、3次元空間で両系列化合物を一定の基準で重ね合わせ、構造と活性の関係を3次元定量的構造活性相関の一つの手法であるCoMFA法を用いて解析し、一方のベンゼン環がエクダイソン類のアルキル側鎖に対応している可能性の高いことを明らかにした。さらに、エクダイソン類のアルキル側鎖に類似した部分構造で一方のベンゼン環を置き換えた化合物を合成し、t-butyl基から離れたベンゼン環がエクダイソン分子のアルキル側鎖に対応することも明らかにした。

Research Products

• [Publications] Nakagawa et al.: "Quantitative structure-activity studies of insect growth regulators. XI. Stimulation and inhibition of N-acetylglucosamine incorporation in a cultured integument system by substituted N-tert-butyl-N,N′-dibenzoylhydrazines" Pestic. Sci.43. 339-345 (1995)
• [Publications] Nakagawa et al.: "Activity of ecdysone analogs in enhancing N-acetylglucosamine incorporation into the cultured integument of Chilo suppressalis" Steroids. 60. 401-405 (1995)
• [Publications] Nakagawa et al.: "Three dimensional quantitative structure-activity analysis of steroidal and dibenzoylhydrazine-typeecdysone agonists" ACS Symp. Ser.606. 288-301 (1995)