KR20180052221A - Pesticidal composition for controlling bacterial leaf blight of rice - Google Patents

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KR20180052221A
KR20180052221A KR1020160149271A KR20160149271A KR20180052221A KR 20180052221 A KR20180052221 A KR 20180052221A KR 1020160149271 A KR1020160149271 A KR 1020160149271A KR 20160149271 A KR20160149271 A KR 20160149271A KR 20180052221 A KR20180052221 A KR 20180052221A
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강린우
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Abstract

The present invention relates to a composition for controlling bacterial leaf blight of rice including a compound represented by chemical formula 1 or a pharmaceutically acceptable salt thereof. Specifically, the controlling composition inhibits the activity of peptide deformylase (PDF) derived from Xanthomonas campestris pv. oryzae (Xoo) and controls plant diseases caused by Xoo. Therefore, the controlling composition can be useful in agricultural field.

Description

벼 흰잎마름병 방제용 조성물{Pesticidal composition for controlling bacterial leaf blight of rice}[0001] The present invention relates to a composition for controlling bacterial leaf blight of rice,

본 발명은 벼 흰잎마름병 방제용 조성물에 관한 것으로서, PDF(Peptide Deformylase)의 활성을 억제하는 화합물을 유효성분으로 하는 벼 흰잎마름병의 방제용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for controlling rice blight blight disease prevention, and more particularly, to a composition for controlling rice blight blight disease using a compound inhibiting activity of PDF (Peptide Deformylase) as an active ingredient.

벼 흰잎마름병(bacterial blight and bacterial leaf streak of rice)은 국내 제 1작물인 벼의 제 1병원균으로 국내에만 최대 1천억원의 피해를 준다. 벼흰잎마름병균(Xanthomonas oryzae pv. oryzae; Xoo)에 적용되는 살균제는 현재 훼나진수화제 (경농훼나진, 영일훼나진), 테람수화제 (시라겐, 삼공테람, 경농테람, 추미나), 카프로파미드액상수화제(솔라자)의 3종 7품목이 등록되어 있으나, 비 특이적인 기작에 근거한 합성물질로 방제효과가 미흡하여 현재까지 효과적인 병방제약제는 없다.Bacterial blight and bacterial leaf streak of rice are the first pathogens of rice, the first crop in Korea. Xanthomonas oryzae pv . oryzae ; Xoo) is currently being applied to three kinds of disinfectants, namely, Hanajin Wetting Agent (Kyongin Fenazin, Young Il Hanazin), Teram Wetting Agent (Shiragen, Sekong Toran, Kyungong Tiram, Chumina), Capopamid Liquid Wetting Agent Although the item is registered, it is a synthetic substance based on nonspecific mechanism, and its effectiveness is insufficient. So far, there are no effective sicknesses.

벼 흰잎마름병균 KACC10331 균주의 전체 제놈(약 4.9Mbps) 염기서열이 2005년 농촌진흥청 주관으로 세계 최초로 결정되었으나, 현재의 연구는 벼에서 벼흰잎마름병균에 저항성 유전자를 찾는 연구가 주로 이루어지고 있으며, 벼흰잎마름병균이 어떠한 기작으로 숙주인 벼를 인식하고 병원성을 유발하는지의 연구는 미비한 상황이다. Although the entire genome (about 4.9 Mbps) of the KACC10331 strain of rice blast fungus was determined by the Rural Development Administration in 2005 as the world's first research, the current research is focused on finding a resistance gene to rice blast fungus in rice, Research on the mechanism by which rice blast fungus recognizes the host rice and induces virulence is insufficient.

실제 벼 흰잎마름병균을 대상으로 많은 연구가 수행되어 왔으나 병방제약제 개발의 표적이 된다고 알려진 외부 신호의 감지와 전달 단백질, 기주식물체에의 부착 단백질, 기주식물체 분해효소, 다 당체의 생산과 분비 단백질, 독소의 생산과 분비 단백질, 철 획득 단백질, effector 단백질의 분비 단백질들의 단백질 정상 발현이 매우 어려워 병방제약제 개발에 필수적인 구조분석이 이루어 지지 않고 있는 상황이다.Actually, many studies have been carried out on rice blast fungus, but the detection and transmission of external signals known to be a target of the development of a sickle pharmaceutical agent, adhesion proteins to host plants, host plant degrading enzymes, production of polysaccharides and secretory proteins , Toxin production and secretion proteins, iron-harboring proteins, and effector protein secretion proteins are difficult to express in normal tissues.

프랑스 및 필리핀의 국제 벼 연구소(IRRI)는 벼흰잎마름병의 병방제차원에서 벼에 존재하는 벼흰잎마름병 저항성 유전자를 찾고, 그 유전자의 온도에 따른 저항성 효과 연구를 수행 중이다. 또한, 일본의 Shizuoka 대학 및 종자 회사 등에서는 벼흰잎마름병균으로부터 병원성 유전자를 찾고, 그 유전자들의 다양한 Xoo race상의 존재 유무를 확인함으로 병원성과 저항성의 관계를 유전적으로 설명하는 연구를 수행 중이고, 중국의 농업연구소에서는 벼흰잎마름병균의 벼에서 병을 일으킬 시 병원성 유전자의 발현과정 연구를 통해 병원성 유발기작을 연구 중이며, 미국 및 프랑스의 농생명 및 병충해 관리 연구소 및 대학에서는 아프리카에서 벼흰잎마름병균의 발생 및 발생 Xoo strain 및 race의 동정을 통해 병원균의 지역적 확산 상황을 감시하고 있다. The International Rice Research Institute (IRRI) of France and the Philippines is investigating the resistance of rice blight to blight resistance to rice blight and to investigate the resistance of rice blight to temperature. In addition, Shizuoka University and Seed Company in Japan are conducting research to genetically explain the relationship between pathogenicity and resistance by searching for pathogenic genes from rice blast fungus and confirming the presence or absence of various Xoo race genes in the genes. The Institute of Agricultural Research is studying the pathogenicity mechanism by studying the expression of pathogenic genes when causing rice disease in rice blast fungus. In the United States and France, the Institute for Agronomy and Poultry Management, The identification of Xoo strain and race is monitored to monitor the spread of pathogens.

1. 한국등록특허 제10-1313783호1. Korean Patent No. 10-1313783

본 발명의 목적은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 벼 흰잎마름병 방제용 조성물을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a composition for controlling blight of blight of blight of white blossom comprising a compound represented by the following general formula (1) or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방제용 조성물을 처리하는 단계를 포함하는 벼 흰잎마름병 방제 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for controlling blight of blight of brown rice bladder comprising the step of treating the composition for controlling blight.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 벼 흰잎마름병 방제용 조성물을 제공한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a composition for preventing blight of blight of blight of white blossom comprising a compound represented by the following formula 1 or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 벼 흰잎마름병은 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv . oryzae: Xoo)에 의해 발생되는 식물병인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the rice blast fungus is selected from the group consisting of Xanthomonas campestris pv . oryzae : Xoo).

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 화합물은 PDF(Peptide Deformylase)의 활성을 억제하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the compound may inhibit the activity of PDF (Peptide Deformylase).

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 PDF(Peptide Deformylase)는 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv . oryzae: Xoo) 유래인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the PDF (Peptide Deformylase) is obtained from Xanthomonas campestris pv . oryzae : Xoo).

또한, 본 발명은 상기 방제용 조성물을 처리하는 단계를 포함하는 벼 흰잎마름병 방제 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for controlling blight of blight of brown rice bladder comprising the step of treating the composition for controlling blight.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 처리는 벼, 벼의 종자 또는 벼의 재배 토양에 처리하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the treatment may be treatment of rice, rice seeds or cultivated soil of rice.

또한, 본 발명은 PDF(Peptide Deformylase)에 후보물질을 접촉시키는 단계; 및 상기 PDF의 활성이 억제되는 후보물질을 선별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벼 흰잎마름병 방제제 스크리닝 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for preparing a protein, comprising: contacting a candidate substance to a peptide deformylase (PDF); And selecting candidates for which the activity of the PDF is inhibited. The present invention also provides a method for screening a rice blast fungus preventing agent.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 PDF(Peptide Deformylase)는 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv . oryzae: Xoo) 유래인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the PDF (Peptide Deformylase) is obtained from Xanthomonas campestris pv . oryzae : Xoo).

본 발명에 따른 벼 흰잎마름병 방제용 조성물은 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv . oryzae: Xoo) 유래의 PDF(Peptide Deformylase)의 활성을 억제시켜 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv . oryzae: Xoo)에 의해 발생되는 식물병의 방제가 가능함으로써 농업분야에서 유용하게 사용될 수 있다.The composition for controlling blight of blight of blight of white blossom according to the present invention is useful for controlling Xanthomonas campestris pv . oryzae : Xoo) was inhibited and the activity of Xanthomonas campestris pv . oryzae : Xoo) can be used in the field of agriculture.

도 1은 박테리아 단백질 합성 경로를 나타낸 것이다.
도 2a는 SDS-PAGE 에 의해 확인된 정제된 PDF (Xoo1075)를 나타낸 것이다.
도 2b는 XoPDF의 결정화 모습을 나타낸 것이다.
도 3a는 XoPDF의 전체 구조를 나타낸 것이다.
도 3b는 XoPDF의 활성 부위를 상세하게 나타낸 것이다.
도 4는 특정 타깃 단백질에 대한 길항제 약물을 검색하기 위한 VLS 실험을 도식화한 것이다.
도 5는 VLS 및 docking으로부터 유래한 선택된 화합물이 타깃 단백질과 결합한 구조를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the bacterial protein synthesis pathway.
Figure 2a shows the purified PDF (Xoo1075) identified by SDS-PAGE.
Figure 2b shows the crystallization of XoPDF.
3A shows the overall structure of XoPDF.
Figure 3b shows the active site of XoPDF in detail.
Figure 4 is a schematic representation of a VLS experiment to search for antagonist drugs for a particular target protein.
Figure 5 shows the structure of a selected compound derived from VLS and docking combined with a target protein.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 벼 흰잎마름병 방제용 조성물을 제공한다. The present invention provides a composition for controlling blight of blight of blight of white blossom comprising a compound represented by the following formula (1) or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

본 발명의 방제용 조성물은 농경학적으로 허용되는 담체를 더 포함할 수 있다. The controlling composition of the present invention may further comprise an agriculturally acceptable carrier.

상기 담체는 무기 또는 유기 및 합성 또는 천연 기원의 것일 수 있고, 활성 조성물을 이 담체와 함께 혼합하거나 또는 제제화하여 식물, 종자, 토양 또는 기타 처리 대상, 또는 그 저장, 이동 및(또는) 핸들링을 용이하게 하는 물질을 의미한다. 일반적으로, 살충제, 제초제 또는 항균제 조성물에서 담체로서 통상적으로 사용될수 있는 어떤 물질도 본 발명에의 사용에 적합하다. 본 발명의 방제용 조성물은 단독으로 사용되거나 또는 상기 고체 및(또는) 액체 분산성 담체 비히클 및(또는) 기타 공지의 양립가능한 활성제, 특히, 기타 살곤충제, 살거미제, 살진드기제, 선충제거제, 살진균제, 박테리아 제거제, 설치류 제거제, 제초제, 비료, 성장조절제 등과 같은 식물 보호제와 함께 혼합물의 형태로, 또는 원한다면, 이로부터 제조된 특정 응용을 위한 특정 용량의 제조 형태, 예를 들어, 용액, 에멀젼, 현탁제, 분말, 페이스트 및 과립과 같이 즉시 사용될 수 있는 형태로 사용될 수도 있다. 본 발명의 방제용 조성물은 선택적으로, 통상적인 살충성 제제 또는 조성물에 사용가능한 유형의 통상적인 불활성(식물 양립가능성 또는 제초적으로 불활성)인 살충제 희석제 또는 팽창제, 예를 들어, 통상적인 가스, 용액, 에멀젼, 현탁제, 에멀젼화 가능한 농축액, 분무 분말, 페이스트, 가용성 분말, 집진제, 과립, 거품제, 페이스트, 정제, 에어로졸, 활성 화합물과 혼입된 천연 및 합성 물질, 마이크로캡슐, 종자에 사용되기 위한 코팅 조성물 및 발염성 카트리지, 발포성 캔 및 발포성 코일뿐만 아니라 ULV 냉풍 안개 및 온풍 안개 제제와 같은 버닝 장비와 함께 사용되는 제제 등과 함께 혼합되어 제제화될 수 있다. 상기 담체는 조성물의 제형, 살포장소 및 살포방법에 따라 조절하는 것이 바람직하다.The carrier may be inorganic or organic and of synthetic or natural origin, and the active composition may be mixed with or formulated with the carrier to facilitate the storage, movement and / or handling of the plant, seed, soil or other treated subject, Of the substance. In general, any material that can be routinely used as a carrier in pesticides, herbicides or antimicrobial compositions is suitable for use in the present invention. The control composition of the present invention may be used alone or in combination with the solid and / or liquid dispersible carrier vehicle and / or other compatible compatible excipients, especially other insecticides, siccatives, biting agents, In the form of a mixture with a plant protection agent such as a fungicide, a bactericide, a rodent scavenger, a herbicide, a fertilizer, a growth regulator or the like, or, if desired, a specific dosage form for a particular application made therefrom, Emulsions, suspensions, powders, pastes, and granules. The control composition of the present invention may optionally contain conventional inert (plant compatible or herbicidally inert) insecticide diluents or swelling agents of the type available for conventional insecticidal agents or compositions, for example, conventional gas, solutions , Emulsions, suspensions, emulsifiable concentrates, spray powders, pastes, soluble powders, dust collectors, granules, foams, pastes, tablets, aerosols, natural and synthetic materials incorporated with active compounds, microcapsules, seeds And foamable cans, as well as preparations for use with burning equipment, such as ULV cold air fog and hot air fog formulation, as well as other coating compositions and foaming cartridges. The carrier is preferably adjusted depending on the formulation of the composition, the application site and the application method.

본 발명은 상기의 조성물을 포함하는 벼 흰잎마름병 방제 제품(예컨대, 살충제)을 제공한다.The present invention provides a rice blight blight control product (for example, an insecticide) comprising the above composition.

상기 방제 제품은 사용 목적 및 용도에 따라서 적절한 형태로 제형화된 것일 수 있으며, 예컨대, 과립제, 산제, 액제, 에어로졸제, 스프레이제, 엑스제, 페이스트제, 유동엑스제, 유제, 현탁제, 캡슐제, 액상수화제, 과립수화제, 수화제, 분제, 미립제, 오일제, 젤형제제, 훈연제, 훈증제 등일 수 있으며, 살충제 조성물의 휘발성을 적절히 조절할 수 있는 제형으로 유제, 훈연제, 훈증제 또는 에어로졸제가 가장 바람직하다.The controlled product may be one which is formulated in an appropriate form according to the purpose of use and use, and may be, for example, a granule, a powder, a liquid, an aerosol, a spray, an extract, a paste, a fluid extract, The emulsifier, the fumigant, the fumigant or the aerosol are most preferably formulated to suitably control the volatility of the insecticide composition, which may be a liquid, a liquid wettable powder, a granule wettable powder, a wettable powder, a powder, a fine particle, an oil, a gel broth, Do.

본 발명은 약학적으로 유효한 양의 방제용 조성물을 작물에 적용하는 단계를 포함하는 벼 흰잎마름병 방제 방법을 제공한다.The present invention provides a method for controlling rice blight blight disease comprising applying a pharmaceutically effective amount of a controlling composition to a crop.

본 발명의 벼 흰잎마름병 방제용 조성물은 에어로졸, 펌프 스프레이, 액제, 현탁제, 분무제, 캡슐제, 도료제 또는 젤제 등의 제형으로 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 분무제로는 LPG, n-부탄, 이소부탄, 프로판, 이산화탄소, 프레온, HCFC, HFC, 질소 및 산소를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 에어로졸 제형을 위한 분사제로는 액화천연가스와 디메틸에스테르, 압축공기, 압축질소 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 이용할 수 있고, 이때 조성물 대 분사제의 비율은 부피비로 65 : 35 내지 40 : 60을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The composition for controlling blight of rice bladder blight of the present invention may be used in formulations such as an aerosol, a pump spray, a liquid agent, a suspension agent, a spray agent, a capsule agent, a coating agent or a gel agent, but is not limited thereto. As the spraying agent, LPG, n-butane, isobutane, propane, carbon dioxide, Freon, HCFC, HFC, nitrogen and oxygen may be used alone or in combination. The spraying agent for the aerosol formulation may be at least one selected from liquefied natural gas and dimethyl ester, compressed air, compressed nitrogen, wherein the ratio of composition to propellant is in the range of 65: 35 to 40:60 by volume But is not limited thereto.

본 발명의 벼 흰잎마름병 방제용 조성물은 식물 추출물에 휘발성이 좋은 용제를 함께 사용할 수 있으며, 상기 휘발성이 좋은 용제로는 에탄올 또는 메탄올이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The composition for controlling blight of rice blight of the present invention may use a volatile solvent in combination with the plant extract. The volatile solvent is preferably ethanol or methanol, but is not limited thereto.

본 발명의 벼 흰잎마름병 방제용 조성물은 섭식독제 또는 접촉독제로 모두 사용할 수 있으며, 살충 효과를 증진시키기 위해 접촉독제로 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The composition for controlling blight of rice blight of the present invention can be used both as a food-borne or as a contact agent, and is preferably used as a contact agent in order to enhance the insecticidal effect.

해충은 그 표면에 액체성분이 닿을 경우 표면장력을 이용하여 물방울이 흘러내리도록 함으로써 체내에 침투하지 못하도록 하는 자연적인 방어시스템을 지니고 있으므로, 이와 같은 현상을 방지하기 위해, 본 발명의 벼 흰잎마름병 방제용 조성물에 침투제를 혼합 사용하는 것이 바람직하다.In order to prevent such a phenomenon, the insect pest has a protective system for preventing blight of rice blight of the present invention. In order to prevent such a phenomenon, the insect pest has a protective system which prevents water droplets from flowing by using surface tension when a liquid component touches the surface thereof, It is preferable to use a penetrating agent in combination.

상기 벼 흰잎마름병 방제용 조성물은 사용 시에 적당한 농도로 희석하여 사용할 수 있다.The composition for controlling the blight of blight of blight of white blossom may be diluted to an appropriate concentration at the time of use.

상기 희석 용매로는 물, 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 예컨대 물을 사용할 수 있다.As the diluting solvent, at least one selected from the group consisting of water and a surfactant can be used, and for example, water can be used.

상기 벼 흰잎마름병 방제 방법은 벼 흰잎마름병 방제용 조성물을 시설지 내 작물 및/또는 토양에 직접 살포 또는 도포하는 방법으로 적용 가능할 수 있다.The method for controlling the blight of rice blight may be applied by directly spraying or applying the composition for controlling blight of blight of rice blast to the crop and / or soil in the facility.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are for further illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1. 화합물의 제조 1. Preparation of compounds

본 발명에 사용된 화합물들은 미국 소재 ChemBridge Corporation(16981 Via Tazon, Suite G, San Diego, CA, 92127, USA)로부터 구입하여 사용하였다.The compounds used in the present invention were purchased from ChemBridge Corporation (16981 Via Tazon, Suite G, San Diego, CA, 92127, USA).

실시예Example 2.  2. XanthomonaXanthomona soryzaesoryzae pvpv . . oryzaeoryzae (Xoo)로부터(Xoo) 유래한  Derived XoPDFXoPDF (( XooXoo Peptide Deformylase)의 클로닝, 발현, 정제, 결정화 및 결정 구조 결정 Cloning, expression, purification, crystallization and crystal structure determination of Peptide Deformylase

2.1. 2.1. 클로닝Cloning

박테리아는 단백질을 생성하는 과정 중에 가장 먼저 생성되는 아미노산으로 formylated Met을 사용하고, 새로 만들어지는 단백질 펩타이드에서 다시 Formylated group을 제거하는 과정이 필요한데, PDF(Peptide Deformylase)는 Formylated group을 제거하는 효소이다. 상기 PDF 효소는 박테리아 생존에 필수적이므로 중요한 타깃 단백질이 될 수 있다. 구체적으로, PDF(Peptide Deformylase)는 formyl-L-methionyl peptide + H2O formate + methionyl peptide 로의 효소반응을 촉매하며, 상기 과정은 박테리아의 단백질 합성에 필수적인 단계이다. Bacteria need formylated Met as the first amino acid to be produced in the process of protein production, and it is necessary to remove the Formylated group again from newly formed protein peptide. PDF (Peptide Deformylase) is an enzyme that removes the Formylated group. The PDF enzyme can be an important target protein because it is essential for bacterial survival. Specifically, PDF (Peptide Deformylase) catalyzes the enzymatic reaction to formyl-L-methionyl peptide + H2O formate + methionyl peptide, which is an essential step in the protein synthesis of bacteria.

특히, 본 발명에서는 박테리아 세포 (Xoo KACC10331 균주) 유전체 유래의 XoPDF(Xoo1075)를 사용하였고, XoPDF의 PDF 코딩 서열을 주형으로 중합효소 연쇄반응을 통하여 증폭하였다. 올리고뉴클레오타이드 프라이머 서열들은 기존 보고된 유전자 서열에 기초하여 고안되었다 (Lee, B. M., 등 (2005) Nucleic Acids Res 33, 577-86). 포워드 및 리버스 프라이머는 각각: 5'- GGG GGG CAT ATG ATT CGC GAC ATT ATC CGC ATG - 3' 와 5'- GGG GGG GGA TCC CTA CAG ATC GTA AGA CAA GAC - 3'으로 제작되었다. 상기 서열에서 NdeI 및 BamHI 제한 부위는 볼드체로 표시하였다. PCR 앰플리콘은 NdeI 및 BamHI로 이중 처리하고 발현 단백질의 정제를 용이하게 하기 위하여 pET11a 벡터(Novagen)에서 NdeI 부위 앞에 tobacco etch virus (TEV) 프로테이즈 절단 부위 및 6xHis의 부가 잔기를 가지게 고안된 변형된 pET11a 벡터(His-TEV-pET11a)로 라이게이션하였다.In particular, in the present invention, XoPDF (Xoo1075) derived from a bacterial cell (Xoo KACC10331 strain) genome was used, and the PDF coding sequence of XoPDF was amplified by polymerase chain reaction as a template. Oligonucleotide primer sequences have been designed based on previously reported gene sequences (Lee, BM, et al. (2005) Nucleic Acids Res 33 , 577-86). The forward and reverse primers are: 5'-GGG GGG CAT ATG ATT CGC GAC ATT ATC CGC ATG-3 'and 5'-GGG GGG GGA TCC CTA CAG ATC GTA AGA CAA GAC - 3 '. The Nde I and Bam HI restriction sites in the sequence are indicated in bold. The PCR amplicons were double-treated with Nde I and Bam HI and had a tobacco etch virus (TEV) protease cleavage site and an additional residue of 6xHis in the pET11a vector (Novagen) in front of the Nde I site to facilitate purification of the expressed protein Lt; RTI ID = 0.0 > pET11a < / RTI > vector (His-TEV-pET11a).

2.2. 과발현 및 정제2.2. Over-expression and purification

Xoo1075의 코딩 서열을 포함하는 His-TEV-pET11a 발현벡터를 E. coli BL21(DE3)에 넣었다. 세포는 50 ㎍/ml 앰피실린을 포함하는 Luria-Bertani 배지에서 OD600 가 0.5에 도달할 때까지 37℃에서 배양되었다. 단백질 발현은 배양액에 0.5 mM IPTG(Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside)를 첨가하여 유도되었고, 유도 후에, 상기 세포는 37℃에서 추가적으로 16시간 배양되었다. 배양된 대장균을 277K에서 6,000 rpm에서 20분간 원심분리(Vision VS24-SMTi V5006A rotor)하여 수집하였고, 이후, 수집된 대장균을 온도를 낮춘 세포 파쇄용 완충용액 A [25 mM Tris-HCl pH 7.5, 150 mM NaCl, 10mM Imidazole]에 재부유하고 얼음 상에서 초음파(Sonomasher, S & T Science, Korea)를 사용하여 파쇄하였다. 그 후 세포 추출물을 얻기 위해서 그 파쇄액을 277K, 12,000 rpm에서 30분간 원심분리하였다 (Vision VS24-SMTi V508A rotor). 전체 발현된 Xoo1075의 단지 10%가 수용성이었다 (도시 안함). 친화 정제법을 이용하기 위해 수용성 XoPDF를 포함하는 상등액을 Ni-NTA 레진(Novagen)에 로딩하였다. 친화 정제는 제조업자의 프로토콜에 따라서 4℃에서 수행되었다. 그 다음에 6xHis-tag이 있는 XoPDF 단백질을 200 mM 이미다졸을 포함하는 파쇄용 완충용액 A를 사용하여 용출하고, 6XHis-tag을 제거하기 위해서 4℃에서 TEV 프로테이즈로 하룻밤동안 처리하였다. 이렇게 처리된 단백질 용액을 4℃에서 완충용액 B [25 mM Tris-HCl pH 7.5, 15 mM NaCl]를 이용하여 6시간 동안 투석을 하고, UNO6 Q 컬럼(Bio-Rad)을 이용하여 추가적으로 정제하였다. SDS-PAGE를 사용하여 정제된 단백질의 순수도를 분석하였다(도 2). 그 정제된 단백질을 8 mg ml-1로 농축하였고 결정화 과정에 사용하였다.The His-TEV-pET11a expression vector containing the coding sequence of Xoo1075 was transformed into E. coli BL21 (DE3). Cells were incubated at 37 ° C in Luria-Bertani medium containing 50 μg / ml ampicillin until OD 600 reached 0.5. Protein expression was induced by adding 0.5 mM IPTG (Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside) to the culture, and after induction, the cells were incubated for an additional 16 hours at 37 ° C. The cultured Escherichia coli was collected by centrifugation (Vision VS24-SMTi V5006A rotor) at 277 K for 20 minutes at 6,000 rpm, and then the collected E. coli was incubated with a temperature-decreasing buffer solution A [25 mM Tris-HCl pH 7.5, 150 mM NaCl, 10 mM Imidazole], and disrupted by sonication on ice (Sonomasher, S & T Science, Korea). Then, to obtain a cell extract, the disruption was centrifuged at 277K and 12,000 rpm for 30 minutes (Vision VS24-SMTi V508A rotor). Only 10% of the entire expressed Xoo1075 was water soluble (not shown). To use the affinity purification method, the supernatant containing water-soluble XoPDF was loaded onto Ni-NTA resin (Novagen). The affinity purification was carried out at 4 캜 according to the manufacturer's protocol. The XoPDF protein with the 6xHis-tag was then eluted using a buffer for cleavage A containing 200 mM imidazole and treated with TEV protease at 4 ° C overnight to remove the 6XHis-tag. The protein solution thus treated was dialyzed at 4 ° C. for 6 hours using buffer solution B [25 mM Tris-HCl pH 7.5, 15 mM NaCl], and further purified using a UNO 6 Q column (Bio-Rad). The purity of the purified protein was analyzed using SDS-PAGE (Fig. 2). The purified protein was concentrated to 8 mg ml -1 and used for crystallization.

2.3. 결정화 및 X-2.3. Crystallization and X- 레이Lay 회절 데이터 수집 Diffraction Data Collection

XoPDF의 결정화는 Crystal screen HT, Index HT, 및 Salt Rx HT (Hampton Research)와 같은 여러 스크리닝 키트를 사용하여 자동화된 피펫팅 시스템인 Hydra II e-drop (Matrix)를 통해서 수행되었고, 283K에서 고효율 [high throughput(HT)] 결정 스크리닝이 시작되었다. 처음에는 육각 바늘 모양 결정을 Hampton Crystal Screen 조건 No. 34 (0.05M cadmium sulfate, 0.1M HEPES(pH 7.5) 및 1.0 M sodium acetate trihydrate)로 얻었고, 변형된 조건 (0.05 M cadmium sulfate, 0.1 M HEPES(pH 7.5) 및 2.0 M sodium acetate trihydrate)에서 최적화되었다. 행잉드롭 (hanging drops) 방법을 이용하여 재생되었으며, 일주일동안 결정들이 만들어졌다. 성장이 끝난 결정을 결정화 조건에 부동액 20% (v/v) 글리세롤을 첨가한 후 액체 질소에서 100K로 냉동하였고, 데이터 수집에 사용하였다. 일본 포톤 팩토리의 빔라인 17A에서 ADSC Quantum 270 CCD 디텍터를 사용하여 2.1 Å해상도까지 결정 데이터를 수집하였다. 데이터 세트를 통합하여 DENZO 및 SCALEPACK를 사용하여 계산 하였다(Otwinowski, Z. and Minor, W. (1997). Methods Enzymol 276, 307-326.). 오토-인덱싱과정을 통해 P6122의 결정 공간 그룹과 단위 셀 파라미터 a=b=59.0,c=266.3가 추론되었다. Crystallization of XoPDF was performed via the Hydra II e-drop (Matrix) automated pipetting system using several screening kits such as Crystal screen HT, Index HT, and Salt Rx HT (Hampton Research) high throughput (HT)] determination Screening started. Initially, hexagonal needle-like crystals were obtained from Hampton Crystal Screen condition No. 1. (0.05 M cadmium sulfate, 0.1 M HEPES (pH 7.5), and 2.0 M sodium acetate trihydrate) were obtained with 0.05 M cadmium sulfate, 0.1 M HEPES (pH 7.5) and 1.0 M sodium acetate trihydrate . They were reproduced using the hanging drops method, and crystals were made for a week. The grown crystals were frozen at 100 K in liquid nitrogen after addition of antifreeze 20% ( v / v ) glycerol to the crystallization conditions and used for data collection. Determination data were collected at 2.1 A resolution using an ADSC Quantum 270 CCD detector at Beamline 17A, Photon Factory, Japan. Data sets were integrated and calculated using DENZO and SCALEPACK (Otwinowski, Z. and Minor, W. (1997) Methods Enzymol 276 , 307-326.). Through the auto-indexing process, the crystal space group of P6122 and the unit cell parameter a = b = 59.0, c = 266.3 were deduced.

XoPDF의 결정 구조 및 그것의 활성부위 잔기는 도 3에 나타냈다. XoPDF의 전체 구조는 둥근 하나의 도메인으로 이루어져 있다. XoPDF의 활성 부위는 단백질효소의 중간에 위치하며, 효소의 구조는 2개의 알파 헬릭스와 8개의 베타스트랜드로 이루어져 있고, 효소 활성 부위에는 활성에 필요한 2가 메탈 결합 부위가 존재하였으며, 이를 중심으로 소수성 아미노산으로 이루어진 기질 인식 부위가 존재하는 것으로 확인되었다. The crystal structure of XoPDF and its active site residues are shown in Fig. The entire structure of XoPDF is made up of a single round domain. The active site of XoPDF is located in the middle of the protein enzyme. The structure of the enzyme is composed of two alpha helices and eight beta strands. The enzyme active site has a divalent metal bonding site necessary for its activity. It was confirmed that a substrate recognition site composed of amino acids was present.

실시예Example 3.  3. 타겟target 효소  enzyme XoPDF에XoPDF 대한  About 버츄얼Virtual 라이브러리 스크리닝( Library Screening ( VLSVLS ) 및 분자 docking 과정 ) And molecular docking process

XoPDF(Xoo1075)는 GSK (GlaxoSmithKline)에 기반한 벼흰잎마름병에 대한 가능성있는 타겟된 유전자 중 하나이므로, 고효율(HT) 버츄얼 라이브러리 스크리닝(VLS, 도 4)을 통해 XoPDF 효소의 기질 결합부위에 대한 길항적 약물 리드 화합물을 검색하였다. Since XoPDF (Xoo1075) is one of the possible target genes for rice blight blight based on GSK (GlaxoSmithKline), it is antagonistic to the substrate binding site of XoPDF enzyme through high efficiency (HT) virtual library screening (VLS, The drug lead compound was searched.

약물 스크리닝을 위해 ICM Molsoft 모델링 슈트(suite)에 있는 1천8백만 화합물 데이터베이스를 이용하여 컴퓨터 모의실험인 VLS를 수행하였다. VLS중 Lipinski 공식을 통해 찾은 화합물 데이터베이스에 존재하는 각각의 유연성을 갖는 구조의 기질을 ICM을 이용해 XoMCAT의 기질 결합 포켓 그리드로 도킹하였고, 복합체의 퀄리티를 반영한 스코어를 할당하였다. 각 기질 결합 결과의 재생성을 체크하기 위하여 동시에 병렬로 3회 수행하였다. 탑 스코어를 갖는 1991개의 화합물을 선택하여 각각의 그것의 복합체를 형태 상보성(shape complementarity), 수소 결합 네트워크 및 리간드의 유연성(flexibility)과 같은 계수로 가시화 (수치화) 하여 조사하였다. 실험적인 분석을 통해 특성화하기 위하여 상기 최종 선택 단계에 기초하여서 화학식 1로 표시되는 화합물을 얻었다. A computer simulation VLS was performed using a database of 18 million compounds in the ICM Molsoft modeling suite for drug screening. The substrate of each flexible structure present in the compound database found in the Lipinski formula of the VLS was docked to the substrate bonded pocket grid of XoMCAT using ICM and assigned a score reflecting the quality of the complex. In order to check the regeneration of each substrate binding result, they were simultaneously run in parallel three times. 1991 compounds with top scores were selected and their complexes were visualized (quantified) by coefficients such as shape complementarity, hydrogen bonding network and ligand flexibility. Based on the above-mentioned final selection step, a compound represented by the formula (1) was obtained for characterization through an experimental analysis.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

따라서, 화학식 1로 표시되는 화합물은 XoPDF 효소의 기질 결합부위에 결합하여 벼 흰잎마름병의 원인인 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv . oryzae)를 억제하는 효과가 있음을 확인하였다. Therefore, the compound represented by the formula (1) binds to the substrate binding site of the XoPDF enzyme and binds to the Xanthomonas campestris pv . oryzae ) in the case of the present invention.

Claims (8)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 벼 흰잎마름병 방제용 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00005
1. A composition for controlling blight of rice blast fungus comprising a compound represented by the following formula (1) or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
[Chemical Formula 1]
Figure pat00005
제 1 항에 있어서,
상기 벼 흰잎마름병은 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv . oryzae: Xoo)에 의해 발생되는 식물병인 것을 특징으로 하는 조성물.
The method according to claim 1,
The above-mentioned rice blotch blight disease is caused by Xanthomonas campestris pv . oryzae : Xoo). < / RTI >
제 1 항에 있어서,
상기 화합물은 PDF(Peptide Deformylase)의 활성을 억제하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein said compound inhibits the activity of PDF (Peptide Deformylase).
제 3 항에 있어서,
상기 PDF(Peptide Deformylase)는 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv. oryzae: Xoo) 유래인 것을 특징으로 하는 조성물.
The method of claim 3,
The above-mentioned PDF (Peptide Deformylase) is a strain of Xanthomonas campestris pv. oryzae : Xoo). < / RTI >
제 1 항의 방제용 조성물을 처리하는 단계를 포함하는 벼 흰잎마름병 방제 방법. A method for controlling blight of blight of blight of white blotch comprising treating the composition for controlling blight of claim 1. 제 5 항에 있어서,
상기 처리는 벼, 벼의 종자 또는 벼의 재배 토양에 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. The method of claim 5,
Characterized in that the treatment is carried out on rice, rice seed or cultivated soil of rice.
PDF(Peptide Deformylase)에 후보물질을 접촉시키는 단계; 및
상기 PDF의 활성이 억제되는 후보물질을 선별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벼 흰잎마름병 방제제 스크리닝 방법.
Contacting the candidate material to PDF (Peptide Deformylase); And
And screening candidates for which the activity of the PDF is inhibited. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
제 7 항에 있어서,
상기 PDF(Peptide Deformylase)는 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas campestris pv. oryzae: Xoo) 유래인 것을 특징으로 하는 방법.

8. The method of claim 7,
The above-mentioned PDF (Peptide Deformylase) is a strain of Xanthomonas campestris pv. oryzae : Xoo). < / RTI >

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