[スポンサーリンク]

天然物

デルフチバクチン (delftibactin)

GREEN2013delftibactin01.png

デルフチバクチンは、細菌のなかま(Delftia acidovorans )から分泌され、生命にとって有害な3価の金イオンAu3+を、金属金Au(0)に変えて析出させる作用を持った天然化合物。デルフチバクチンが発見されたときは「純金のウンコをする細菌の仕組みが分かった」と話題になりました。

 

金塊の表面にも細菌が!

金塊の表面には、いく種類かの細菌からなる特異な生態系がかたちづくられており、金属金の析出に重要な役割があることが指摘されていました[2]。目には見えなくても細菌はいたるところに生息します。一見すると何もいないかのように見えて、天然に産する金塊の表面でさえも、この例外に漏れず、細菌がうようよいるというのです。

 GREEN2013delftibactin02.png

金塊に住む細菌たちからなる独自の生態系をメタゲノムから解明!

一昔前まで微生物を研究するには、培養条件をどのように最適化するかが第一の課題でした。培地上でコロニーができるぐらいに増殖してくれなければ調べようもありません。しかし、次世代シーケンサと呼ばれるDNA配列を読み取る精密機械の性能が格段に向上し、研究手法は変化しています。土壌等の環境サンプルからDNAを抽出し、ポリメラーゼ連鎖反応で増幅したのち、DNAすべての配列を読んでしまうメタゲノム(metagenome)解析が、費用を抑えて可能になったのです。早速、このアプローチを、金塊の細菌叢にも適用。読んだ配列を、オンライン上に公開されている配列データベースと比較することで、金塊生態系の構成員が、解き明かされました[1]。

 GREEN2013delftibactin03.png

金属金を析出させる細菌を単離!

こうして見つかった細菌たちの中に、生命にとって有害金イオンを還元して、金属金にする細菌がいてもおかしくない。このように仮説を立てて、三価の塩化金を溶かした培地を作り、金塊生態系の主だった構成員から順に、目的の細菌が探索されました。そこで見つかった菌がデルフチア・アシドボランス(Delftia acidovorans )。コロニーの周りには析出した金属金が黒ずんで見えました[1]。

 GREEN2013delftibactin05.png

まずは金属金を析出させない変異体を獲得!

この金属金を析出させる作用を持った細菌のゲノム解読。ここでも次世代シーケンサの活躍です。配列データベースの情報と照らしあわせたところ、怪しげな遺伝子がいくつか見つかりました。この遺伝子をノックアウトしてつぶし、調べたところ、金属金を析出させない変異体を手に入れることができました[1]。この変異体がデルフチバクチン単離の糸口になります。

GREEN2013delftibactin04.png

そして代謝産物の比較でデルフチバクチンを同定!

ここで次はメタボローム。代謝産物の網羅解析です。質量分析の結果から、変異型株にはなく、野生型株にはあるピークを発見。核磁気共鳴(nuclear magnetic resonance; NMR)を併用して構造決定した物質が、デルフチバクチンです[1]。

 GREEN2013delftibactin06.png

金属金を析出させる作用をデルフチバクチンで確認!

このデルフチバクチンを塩化金水溶液に加えると金属金がみるみる析出してきました。溶液の色が1時間ほどでみるみる変わっていくだけでなく、析出した金属結晶も電子顕微鏡で観察されています。ただ、金イオンではなくとも、鉄イオンでも金属鉄が析出したことから、デルフチバクチンが金だけに特異的というわけではないようです。デルフチア・アシドボランス(Delftia acidovorans )自体、金塊以外の土壌でも見つかるため、金だけにとらわれない複数の作用があるのでしょう。金属イオンをはさみこんで集積させ、金属結晶として析出させているものと、考えられます[1]。錬金術のように、金塊がざくざくと手に入るといった都合のよいことには、そのままでは利用しがたいと考えられます。一方、デルフチバクチンの発見により、細菌の特異な重金属耐性について、理解が深まりました。

 

  • デルフチバクチンの分子モデル

GREEN2013au.gif

  • 参考文献

[1] "Gold biomineralization by a metallophore from a gold-associated microbe." Johnston CW et al. Nature Chemical Biology 2013 DOI: 10.1038/nchembio.1179

[2] "Biomineralization of Gold: Biofilms on Bacterioform Gold." Reith F et al. Science 2006 DOI: 10.1126/science.1125878

The following two tabs change content below.
Green

Green

静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。
Green

最新記事 by Green (全て見る)

関連記事

  1. 酒石酸/Tartaric acid
  2. アデノシン /adenosine
  3. アスタキサンチン (astaxanthin)
  4. ファイトスルフォカイン (phytosulfokine)
  5. ミノキシジル /Minoxidil
  6. カフェイン caffeine
  7. ヒストリオニコトキシン histrionicotoxin
  8. 【解ければ化学者】ビタミン C はどれ?

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 三菱ケミの今期経常益‐1.8%に、石化製品市況弱く
  2. 『Ph.D.』の起源をちょっと調べてみました① 概要編
  3. 触媒表面の化学反応をナノレベルでマッピング
  4. 科学を伝える-サイエンスコミュニケーターのお仕事-梅村綾子さん
  5. カイニン酸 kainic acid
  6. 生きたカタツムリで発電
  7. 富士フイルム、英社を245億円で買収 産業用の印刷事業拡大
  8. 自転車泥棒を臭いで撃退!?「スカンクロック」を考案
  9. 酸化グラフェンに放射性物質を除去する機能が報告される
  10. Nsアミン誘導体

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

蛍光標識で定性的・定量的な解析を可能に:Dansyl-GSH

反応性代謝物の存在を調べたい。代謝化学の実験をしていれば、ほとんどの人がそう思うのではないでしょうか…

アメリカで医者にかかる

アメリカの大学院に進学する際、とても悩んだのが、医療保険についてです。アメリカでは医療費がとても高い…

MOF 結晶表面の敏感な応答をリアルタイム観察

第178回のスポットライトリサーチは、東京大学の細野暢彦講師にお願いしました。細野先生は高分…

有機合成化学協会誌2019年2月号:触媒的脱水素化・官能性第三級アルキル基導入・コンプラナジン・アライン化学・糖鎖クラスター・サリチルアルデヒド型イネいもち病菌毒素

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2019年2月号がオンライン公開されました。今…

化学の学びと研究に役立つiPhone/iPad app 9選

筆者の最近では、ちょっとした計算や反応機構を描くツールとしてipadアプリ"GoodNotes"を使…

熱分析 Thermal analysis

熱分析 (Thermal analysis)とは、熱に関する物質の物性を調べる方法である。構造に関す…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP