Você precisa ativar extglob
no script, pelo menos nesse ponto.
#!/bin/bash
search_str=is # Variable Initialization
replace_str=IS
# Other stuffs other 7 lines in your script
Old_State=$(shopt -p extglob) # Here you save the value of shopt extglob
shopt -s extglob # Here you change (if needed) that value
sed -i.bak s/$search_str/$replace_str/g !(replace.sh)
$Old_State # Here you restore the previous value of extglob
# Other code ...
Eu proponho que você salve e restaure o status do extglob caso o script seja longo e tenha algum outro comando que precise do status da opção ... Claro que se você está escrevendo seu próprio script, você pode decidir para escrevê-lo com o extglob ativado e para ser consistente com ele: então você só precisa adicionar shopt -s extglob
no script antes dessa linha (# 11).
Mais informações com help shopt
do shell.