殺菌剤トランスラミナー活性の改訂モデル

A revised model of fungicide translaminar activity.

• Carla J R Klittich
• Nick X Wang
• Yu Zhang
• L Boyd Rowland

抄録

トランスラミナー再分布は殺菌剤の活性にとって貴重な情報であるが，その測定と予測は困難である。本研究では、キュウリの粉べと病に対して活性を持つ38種類の殺菌剤のトランスラミナー活性を実験的に測定し、計算されたパラメータからトランスラミナー運動のQSAR(定量的構造活性相関)モデルを構築した。エネルギーミニマイズされた3次元構造から生成された300以上の物理化学的パラメータを考慮し、1パラメータ,2パラメータ,5パラメータのモデルを開発した。1パラメータの親油性モデルは、全データセットにおける並進膜活性の変動の39%を説明したが、小型コハク酸脱水素酵素阻害剤(SDHI)セットにおける変動は説明しなかった。親油性パラメータに極性表面積パラメータを追加すると、予測可能性が52％に向上し、SDHIクラスの変動の70％以上を説明することができた。5つの物理化学的パラメータを用いた拡張モデルでは、並層再分布の全体的な変動の80%以上を説明した。3つの追加パラメータは分子サイズと反応性と相関があった。モデルはLeave-One-Out法で検証され、5パラメータモデルで優れたロバスト性（radj=0.83、q=0.79、p<.0001）を示した。このモデルは3次元化学構造から計算されたパラメータのみを必要とするため、トランスラミナー性の高い化合物の設計や選択が可能になると考えられる。

Translaminar redistribution is valuable for fungicide activity but difficult to measure and predict. The translaminar activity of 38 fungicides active against cucumber powdery mildew was measured experimentally and used to develop a QSAR (Quantitative structure-activity relationship) model of translaminar movement from calculated parameters. Over 300 physiochemical parameters generated from energy-minimized 3D structures were considered and one-parameter, two-parameter, and five-parameter models were developed. The one-parameter lipophilicity model explained 39% of variability in translaminar activity in the full dataset but none of the variability in the small succinate dehydrogenase inhibitor (SDHI) set. Adding a polar surface area parameter to the lipophilicity parameter improved predictability to 52% and explained over 70% of the variability in the SDHI class. The expanded model with five physiochemical parameters explained more than 80% of the variability in overall translaminar redistribution. The three additional parameters were correlated with molecular size and reactivity. The models were validated with a Leave-One-Out method that showed excellent robustness (radj = 0.83, q = 0.79, p < .0001) for the five-parameter model. Because the models require only calculated parameters from a 3D chemical structure, they could enable the design or selection of compounds likely to be translaminar.

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