[スポンサーリンク]

天然物

デルフチバクチン (delftibactin)

[スポンサーリンク]

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

Green

Green

投稿者の記事一覧

静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。

関連記事

  1. フルオキセチン(プロザック) / Fluoxetine (Pro…
  2. グルコース (glucose)
  3. コルチスタチン /Cortistatin
  4. 【解ければ化学者】ビタミン C はどれ?
  5. ペンタレネン Pentalenene
  6. 化学者のためのエレクトロニクス講座~化合物半導体編
  7. 水 (water, dihydrogen monoxide)
  8. ピラーアレーン

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 「オープンソース・ラボウェア」が変える科学の未来
  2. Louis A. Carpino ルイス・カルピノ
  3. カリフォルニア大学バークレー校・化学科への学部交換留学
  4. 架橋シラ-N-ヘテロ環合成の新手法
  5. 有機光触媒を用いたポリマー合成
  6. あなたの天秤、正確ですか?
  7. 向山酸化剤
  8. カレーの成分、アルツハイマー病に効く可能性=米研究
  9. R・スモーリー氏死去 米国のノーベル賞化学者
  10. 受賞者は1000人以上!”21世紀のノーベル賞”

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

アズワンが第一回ケムステVプレミアレクチャーに協賛しました

さて先日お知らせいたしましたが、ケムステVプレミアクチャーという新しい動画配信コンテンツをはじめます…

化学者のためのエレクトロニクス講座~代表的な半導体素子編

このシリーズでは、化学者のためのエレクトロニクス講座では半導体やその配線技術、フォトレジストやOLE…

第121回―「亜鉛勾配を検出する蛍光分子の開発」Lei Zhu教授

第121回の海外化学者インタビューは、Lei Zhu教授です。フロリダ州立大学 化学・生化学科で、亜…

高知市で「化学界の権威」を紹介する展示が開催中

明治から昭和にかけて“化学界の権威”として活躍した高知出身の化学者=近重真澄を紹介する展示が高知市で…

ケムステバーチャルプレミアレクチャーの放送開始決定!

主に最先端化学に関する講演者をテーマ別で招待しオンライン講演を行っていただくケムステバーチャルシンポ…

分子運動を世界最高速ムービーで捉える!

第275回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院理学系研究科化学専攻 博士課程・清水俊樹 さんに…

「未来博士3分間コンペティション2020」の挑戦者を募集

科学技術人材育成のコンソーシアムの構築事業(次世代研究者育成プログラム)「未来を拓く地方協奏プラ…

イグノーベル賞2020が発表 ただし化学賞は無し!

「人々を笑わせ、そして考えさせてくれる業績」に対して贈られるノーベル賞のパロディである「イグノーベル…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP