日本理化學研究所環境資源科學研究中心化學生物學研究組的專任研究員本山高幸和近藤恭光、特約研究員清水猛、研究主任長田裕之等人組成的研究團隊，成功研製出了對產生抗藥性的稻熱病菌有效的化合物。

圖1：MBI-D抗藥性稻熱病菌防治化合物Melabiostin的研製
透過化合物陣列從理研NPDepo的化合物中探索與SDH1結合的化合物，發現了蠻力抑制SDH-WT和SDH-V75M的化合物是NPD13731。然後最適化NPD13731的結構，研製出了對MBI-D耐性菌也有效的化合物Melabiostin。（供圖：理化學研究所）

防治稻熱病的環丙酰菌胺（Carpropamid）是1998年推出的農藥，被認爲是使用方便且高效的農藥。研究團隊雖然明確了環丙酰菌胺的工作機制，但在2001年就報出了抗藥性細菌的放大。調查發現，產生抗藥性細菌的終極因數是環丙酰菌胺的靶酶小柱孢酮脫水酶的V75M發生突變。作爲以超高通量探索抑制劑的方法，研究團隊自主開發出了化合物陣列技術。

研究團隊此次決定利用化合物陣列技術來尋找能抑制小柱孢酮脫水酶（SDH1）的V75M突變酶的化合物，由此發現了可以蠻力壓制性突變的化合物NPD13731。

研究團隊接着最適化了NPD13731的結構，成功研製出了對黑色素生物合成抑制劑（MBI）的抗藥性細菌（MBI-D）也有效的化合物Melabiostin。

研究團隊評估Melabiostin對MBI-D抗藥性細菌的抑制活性發現，利用環丙酰菌胺處理時，30微摩爾（μM，1微摩爾爲100萬分之1摩爾）濃度即可抑制敏感菌株的黑色素生物合成，但抗藥性細菌株利用100μM濃度下也不能抑制黑色素生物合成。而Melabiostin利用30μM濃度就成功抑制了這兩種菌株的黑色素生物合成。

此外，研究團隊還分析了Melabiostin抑制稻熱病菌傳染水稻的效果。爲水稻使用環丙酰菌胺時，10μM濃度時可完全抑制敏感菌株的傳染，但無法抑制抗藥性細菌株傳染。而使用Melabiostin時，10μM濃度下即可抑制這兩種菌株形成病斑。

圖2：Melabiostin對黑色素生物合成的抑制活性評估
在存在Melabiostin的條件下培養稻熱病菌，評估了對黑色素形成的抑制活性。形成黑色素則會變黑。利用市售MBI-D環丙酰菌胺作爲對照。（供圖：理化學研究所）

理化學研究所本山專任研究員表示：「透過化合物陣列獲得的初始化合物對靶酶的抑制活性較高，但對抗藥性細菌的不是很有效，因此我們合成了各種衍生物，得到了對抗藥性細菌也有效的化合物Melabiostin。今後打算利用此次成功研製的Melabiostin或者改良過的化合物，開發控制稻熱病的農藥。」

【詞注】
■稻熱病：學名爲Pyricularia oryzae，是病原性絲狀真菌（黴菌）的一種，會導致水稻發生稻熱病。稻熱病是水稻最嚴重的病害，會導致產量大幅下降並破壞稻米的口感。
■化合物陣列：將小分子化合物固定在載玻片上形成的，能以超高通量探索與特定蛋白質結合的化合物。

【論文資訊】
期刊：Journal of Agricultural and Food Chemistry
論文：Identification of Scytalone Dehydratase Inhibitors Effective against Melanin Biosynthesis Dehydratase Inhibitor-Resistant Pyricularia oryzae
DOI：10.1021/acs.jafc.1c04984

原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部