2026.7.1
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溶解度パラメータの現在・過去・未来 > においは３次元HSPでは足りない > キクイムシの集合フェロモン
[0. ストーリー]
「昆虫のフェロモン（1976）」という本(*a)を読んだ。キクイムシの集合フェロモンの構造が特定されていたのでHSPを計算した。「松茸の香り[*1]に書いたように、香りというのは複数のHSPを持つ化合物の集合体であることが多い。一般的なテルペン化合物と共にハンセン空間にプロットし、化合物の意味を考えようかと思った。古い本なので入手は困難だと思うが(アマゾンで中古本が売っている！)、GoogleのAI（Doramini：ドラ美似と呼んでいる。ChatGPTはチャピエモン)に聞いたところ上手に研究方針を提示してくれた。
プロンプト＞昆虫のフェロモンという本を読んだ。キクイムシが松を食べて出した糞と木屑の複数テルペン化合物の混合物がキクイムシを呼び寄せている。その集合フェロモンを検討している。
Doramini＞非常に興味深い本を読まれたのですね。その記述は、キクイムシ（Bark Beetles）特有の極めて巧妙な生存戦略である「大量加害（マスアタック）」と、それを可能にする「集合フェロモン」の生成メカニズムに関するものです。
キクイムシが「松の食べた糞と木屑の混ざったもの（フラス）」から複数のテルペン化合物を放出し、仲間を呼び寄せる仕組みについて、化学的・生態学的な視点から3つのポイントに分けて解説します。
データ集めも含め人間のやることはもうない。
Draminiによると、①キクイムシは弱った木（樹木由来の濃度が高い）をさがす。②集合フェロモンを含んだ糞と木屑（フラス)に誘引され大勢集まってくる。③坑集合フェロモン(verbenone)の濃度が高くなり集まりにくくなる。という周期になっているらしい。木は弱ったり傷つけられるとα-ピネン」や「β-ピネン」 を大量に放出する。（元気な木は免疫力が高く卵が殺される可能性が高いので選ばない）誘引物質はオスのマルビーギ管での分泌→後腸での濃縮→フラスへの排出。集合フェロモンとピネンなどが混じった香りが爆発的に強く誘引する。集まりすぎると餌が足りなくなるので、満席情報を香りに乗せる。香りは情報伝達の手段になっている。
[1. データ]
Draminiありがとう。表１にテルペン化合物の１覧を示す。RiのカラムにあるTはテルペン化合物、Fはフェロモン性を示すもの、Wは木材由来の化合物になる。化合物はSMILESの構造式をPirikaPro[*2]を使って解析しHSPと水素結合の分割値を得た。
木材の化合物
3-Carene 13466-78-9 松やにや柑橘類などに含まれる天然のモノテルペン
α-Pinene 80-56-8 マツの多くの種に含まれる油から見つかり、殺虫活性
Myrcene 123-35-3 ミルセンはキクイムシのフェロモンでもある
Camphene 79-92-5
[2. HSPの関係]
- 1次元のSP値 割愛
- クラッシック３次元HSP
図1に３次元HSPをハンセン空間にプロットした。30,000 匹のオスから集めたフラスから単離されたフェロモンIpsenol、Ipsdienol 、Verbenolは水色で示している。比較的似た位置にいる。Linaloolもこの領域に近い。木材に含まれる3-Carene、α-Pinene、Myrcene、Campheneは緑色の球で示している。Verbenone、Brevicomin、MCH(3-Methyl-2-cyclohexen-1-one)は濃度次第で集合フェロモン、坑集合フェロモンになる。HSPからは、緑の領域の木材、水色の領域の集合フェロモン、集合-坑集合をコントロール（満員御礼フェロモン）する領域の３つの役割があると考えることができる。集合フェロモンであるFrontalinが集合-坑集合をコントロールフェロモンに近くなるのは理解が難しい。 - 次世代のHSP2
香り集合体の水素結合分割項は分子全体を平均化した値で見るより、分子の中の一番強烈な官能基だけで判断した方がわかりやすい。4次元のHSP(4D-HSP)になるので視認性が悪い。図２に示す様にグラフ化する時に軸のアサインをかえて表示させ全体像をつかむ。分割式としては山本がバランスをとったElectron Donor/Acceptor(yEA/yEA)の値が最大の官能基だけを見る。LinaloolとMCHは木材に近いグループに配属になった。集合フェロモンIpsenol、Ipsdienol 、Verbenolはほぼ同じ領域にくる。分子中の官能基が例えば水酸基だけなら、どの分子でもyEAL/yEALは同じになる。そこで[dD,yEDL, yEAL]表示、[sq(4*dD2+dP2), ,yEDL, yEAL]表示で,yEDL, yEALが重なる。化合物の役割が理解しやすくなる。[yHAcid,yHBase]、[yED, yEA]のデモも示す。実際に回転させ位置を確認すると良い。どの表現が解釈しやすくなるか考えるのは人間の役割だ。図とがグラフは多次元を思い描けない人間用のものでAIには式がすべてだ。
[3. 応用]
松食い虫の被害に対して誘引剤が設計されている。しかし、満員御礼のように、濃度次第で忌避行動を取らせるシステムでは無い。次世代のHSP2を使って３つのゾーン（フェロモン、樹木、満員御礼の香り）を設計していくのが大事になる。
ケルキボルア（一般名：cis-4-イソプロピル-1-メチルシクロヘキサ-2-エン-1-オール）」CAS:29803-82-5
SMILESは次の様になる。
CC(C)C1CC(C(=C1)C)(O)C
HSPiP、もしくはPirikaProを持っているなら計算してハンセン空間にテルペン化合物と一緒にプロットしてみよう。そうした薬剤を徐放するポリマー（HSPがそろったポリマーなら揮発しにくい）を設計してみよう。
「松食い虫問題どうにかして」ってAIに言えば、ロボティクス使ってこの領域のもの配合した処方を作ってくれる時代がすぐに来るだろう。手足を持たない私みたいな研究者にとっては良い時代になったものだ。
[４. 図表]
Jspreadsheet CE 表１テルペン化合物リスト
3D-HSPの表示デモ Drag=回転, Drag+Shift キー=拡大、縮小, Drag+コマンドキーかAltキー=移動。
Pirika ProのyEDL, yEALのデモ
Drag=回転, Drag+Shift キー=拡大、縮小, Drag+コマンドキーかAltキー=移動。
Pirika ProのyED, yEAのデモ
Drag=回転, Drag+Shift キー=拡大、縮小, Drag+コマンドキーかAltキー=移動。
Pirika ProのyHAcid, yHBaseのデモ
Drag=回転, Drag+Shift キー=拡大、縮小, Drag+コマンドキーかAltキー=移動。
[5. 参考文献]
*a 昆虫のフェロモン 東京大学出版会 1976年 湯嶋健
[6. pirika.com内へのリンク]
*1: 松茸の香り
*2: Pirika Pro ツール群
*3: においは３次元HSPでは足りない
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