金を作る天然物の謎を解明~デルフチバクチンAの完全構造決定と金イオン還元機構解明~

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2025-07-22 東京大学

東京大学大学院薬学系研究科と東京農工大学の研究グループは、金イオンを無毒化し金ナノ粒子を生成する天然ペプチド「デルフチバクチンA」の完全構造を、世界で初めて解明しました。1997年に同分子の存在が示唆されてから12年を経て、全ジアステレオ異性体を迅速に合成し、立体化学情報を含む正確な構造を決定しました。また、各異性体が水溶液中での金イオン還元速度を比較した結果、デルフチバクチンAは細菌進化の過程で金イオンの還元に最適化された立体構造を持つことが示されました。この成果は毒性のある金イオンの除去や、多様形状の金ナノ粒子生成のための新たな天然物プラットフォームとしての応用可能性を拓くものです。JACS誌に掲載されました。

<関連情報>

デルフィバクチンAの完全構造と金ナノ粒子の還元的生成における機能 Complete Structure of Delftibactin A and Its Function in Reductive Formation of Gold Nanoparticles

Aoi Takeuchi,Hiromu Kakizawa,Mizuki Sawada,Kosuke Morita,Keiichi Noguchi,Hiroaki Itoh,and Masayuki Inoue
Journal of the American Chemical Society  Published: July 17, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.5c05308

Abstract

金を作る天然物の謎を解明~デルフチバクチンAの完全構造決定と金イオン還元機構解明~

Delftia acidovorans is a rare bacterium that colonizes the surface of gold nuggets and secretes a peptidic natural product, delftibactin A (1). Compound 1 strongly chelates and readily transforms soluble and toxic Au(III) ions into inert and nontoxic gold nanoparticles, allowing the bacteria to survive metal stress from Au(III) ions. This reductive function of 1 is not shared by any other known natural products, while its stereochemistry and mode of action have remained unclear. Here, we report the first total synthesis, structural elucidation, and functional analysis of 1. First, we enabled the collective solid-phase total synthesis of 16 possible diastereomers of 1. Second, the complete structure of 1 was determined by a detailed NMR analysis of these diastereomers. Third, we uncovered the evolutionarily optimized nature of the stereochemistry of 1 for facile Au(III) reduction and elucidated the novel reaction mechanism of 1. As a result, we identified the precise roles of key structural elements involved in the unprecedented activity of 1, providing a valuable foundation for designing new molecules aimed at generating customized gold nanoparticles and mitigating toxic Au(III) ions from the environment.

0502有機化学製品
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