Hsp90阻害剤Monordenは、新規殺菌剤の開発のための有望なリード化合物である

The Hsp90 Inhibitor, Monorden, Is a Promising Lead Compound for the Development of Novel Fungicides.

• Hang T T Nguyen
• Soyoung Choi
• Soonok Kim
• Ju-Hee Lee
• Ae Ran Park
• Nan Hee Yu
• Hyeokjun Yoon
• Chang-Hwan Bae
• Joo Hong Yeo
• Gyung Ja Choi
• Hokyoung Son
• Jin-Cheol Kim

抄録

植物内生菌は、抗菌剤などの有用な天然物を同定するための貴重な資源である。本研究では、様々な植物内生菌のドルスポット病原体に対する抗真菌性スクリーニングを行い、最終的には病原体のバイオコントロール剤の候補としてsp. JS-0112を選択した。JS-0112株が産生する生理活性化合物は、ヒートショックプロテイン90（Hsp90）の阻害剤として知られているモノデンであることが確認された。monorden は、ほとんどの試験済みの植物病原真菌、特に樹木病原真菌や菌類に対して強い拮抗活性を示し、最小阻害濃度は 2.5 μg mL 未満であった。また，イネいもち病，イネ鞘枯病，コムギ葉さび病，クリーピングベントグラスドルスポット，キュウリダンピングオフなどの重要な植物病害の発生を効果的に抑制することが明らかになった。特に、キュウリのダンピングオフに対しては、合成殺菌剤であるクロロタロニルよりもはるかに強い防除効果を示した。その後、分裂酵母の分子遺伝学的解析を行い、Hsp90がモンデンの主要な阻害標的であり、真菌のHsp90の配列変異が真菌の異種モンデン感受性の決定因子であることが示唆された。本報告は、モンデンの真菌類植物病害に対する防除効果と抗真菌機構を明らかにした初めての報告であり、モンデンは真菌類や真菌類による植物病害の防除を目的とした新たな作用機序を持つ新規殺菌剤開発のリード分子として利用できると考えています。

Endophytic fungi are great resources for the identification of useful natural products such as antimicrobial agents. In this study, we performed the antifungal screening of various plant endophytic fungi against the dollar spot pathogen and finally selected sp. JS-0112 as a potential biocontrol agent. The bioactive compound produced by the strain JS-0112 was identified as monorden known as an inhibitor of heat shock protein 90 (Hsp90). Monorden exhibited strong antagonistic activity against most tested plant pathogenic fungi particularly against tree pathogens and oomycetes with the minimum inhibitory concentration values less than 2.5 μg mL. Extensive assays revealed that monorden effectively suppressed the development of several important plant diseases such as rice blast, rice sheath blight, wheat leaf rust, creeping bentgrass dollar spot, and cucumber damping-off. Especially, it showed much stronger disease control efficacy against cucumber damping-off than a synthetic fungicide chlorothalonil. Subsequent molecular genetic analysis of fission yeast and suggested that Hsp90 is a major inhibitory target of monorden, and sequence variation among fungal Hsp90 is a determinant for the dissimilar monorden sensitivity of fungi. This is the first report dealing with the disease control efficacy and antifungal mechanism of monorden against fungal plant diseases and we believe that monorden can be used as a lead molecule for developing novel fungicides with new action mechanism for the control of plant diseases caused by fungi and oomycetes.

Copyright © 2020 Nguyen, Choi, Kim, Lee, Park, Yu, Yoon, Bae, Yeo, Choi, Son and Kim.