Ferroplasma -Ferroplasma

Ferroplasma
Videnskabelig klassificering
Domæne:
Archaea
Kongerige:
Euryarchaeota
Phylum:
Euryarchaeota
Klasse:
Termoplasmata
Bestille:
Thermoplasmatales
Familie:
Ferroplasmaceae
Slægt:
Ferroplasma

Golyshina et al. 2000
Arter

Ferroplasma er en slægt af Archaea, der tilhører familien Ferroplasmaceae . Medlemmer af Ferroplasma er typisk acidofile, pleomorfe, uregelmæssigt formede kokker.

Den arkaiske familie Ferroplasmaceae blev første gang beskrevet i begyndelsen af ​​2000'erne. Til dato er meget få arter af Ferroplasma blevet isoleret og karakteriseret. Isolerede arter omfatter Ferroplasma acidiphilum , Ferroplasma acidarmanus og Ferroplasma thermophilum . Et fjerde isolat Ferroplasma cupricumulans blev senere bestemt til at tilhøre en separat slægt . Alle kendte Ferroplasma sp. er jernoxiderende.

Celleegenskaber og fysiologi

Ferroplasmaceller er pleomorfe og mangler en cellevæg. Alle kendte medlemmer af slægterne er acidofiler, der trives i miljøer, hvor pH varierer fra 0,0 til 2,0. De er også mesofile til moderat termofile med optimale temperaturer fra 35-55 ° C.

Tetraether-baserede lipider er en vigtig del af Ferroplasma -cellemembranen og tillader celler at opretholde en pH-gradient. En undersøgelse af F. acidarmanus fandt ud af, at den cytoplasmiske pH-værdi blev opretholdt ~ 5,6, mens miljø-pH-værdien varierede fra ~ 0-1,2. Variationer i tetraetherlipiderne i familien Ferroplasmaceae bruges til kemotaxonomisk identifikation på slægt- og artniveau, fordi mange medlemmer besidder identiske 16S rRNA -sekvenser.

Medlemmer af slægten Ferroplasma er kemomixotrofer, der kan oxidere jernholdigt for at erhverve energi, men på trods af tegn på kulfiksering kræver laboratoriekulturer ofte en organisk kulkilde, f.eks. Gærekstrakt til vækst. I mangel af jern har nogle lab-dyrkede stammer været i stand til kemoorganotrof vækst.

Økologisk betydning

Jern er det fjerde mest forekommende mineral i jordskorpen. Som jernoxiderende midler Ferroplasma sp. deltage i biogeokemien af ​​jern. Ferroplasma sp. er ofte identificeret på sure minedrænering (AMD). Når jern (Fe 2+ ) oxideres til jern (Fe 3+ ) på mineområder, reagerer Fe 3+ spontant med vand og jern-svovlforbindelser som pyrit for at producere sulfat og hydrogenioner. Under denne reaktion regenereres også jernholdigt jern, som kan udnyttes af Ferroplasma , hvilket fører til en "formeringscyklus", hvor pH sænkes. Reaktionen kan beskrives ved følgende ligning:

Ferroplasma -arter er ofte til stede på AMD -steder, hvor de deltager i denne cyklus gennem den biotiske oxidation af jern.

Ferroplasma sp. kan have vigtige anvendelser til biolækning af metaller. Mikrobiel bioleaching forekommer naturligt i de meget sure miljøer, der er hjemsted for Ferroplasma sp. At udnytte bioleachingens evne til at genvinde metal fra malme og affaldsmateriale af lav kvalitet er energisk fordelagtigt i forhold til smeltning og rensning. Det producerer også færre giftige biprodukter. Undersøgelser har vist, at inklusion af Ferroplasma thermophilum sammen med bakterierne Acidithiobacillus caldus og Leptospirillum ferriphilum kan bioaugme udvaskningsprocessen for chalcopyrit og øge den hastighed, hvormed kobber genvindes.

Isolerede arter

Ferroplasma acidiphilum

Ferroplasma acidiphilum har vist sig at vokse som en kemomixotrof og vokse synergistisk med de acidofile bakterier Leptospirillum ferriphilum . Stammen Ferroplasma acidiphilum Y T er en fakultativ anaerobe med alle de nødvendige gener til argininfermentering. Selvom det er uklart, om Ferroplasma acidiphilum Y T bruger sin arginin -fermenteringsvej , er selve vejen et gammelt stofskifte, der spores tilbage til den sidste universelle fælles forfader (LUCA) for de tre livsområder.

Ferroplasma acidarmanus

Ferroplasma acidarmanus Fer1 blev isoleret fra mineprøver indsamlet i Iron Mountain , Californien. Iron Mountain (CA) er en tidligere mine, der er kendt for sin sure minedrænering (AMD) og tungmetalforurening. Ud over at være acidofil er F. acidarmanus Fer1 yderst resistent over for både kobber og arsen.

Ferroplasma cupricumulans (tidligere Ferroplasma cyprexacervatum)

I 2006 blev Ferroplasma cupricumulans isoleret fra perkolatopløsning indsamlet fra Myanmar Ivanhoe Copper company (MICCL) minedriftssted i Myanmar. Det blev bemærket at være det første let termofile medlem af slægten Ferroplasma . I 2009 blev der imidlertid identificeret en ny slægt af acidofile, termofile archaea, Acidiplasma . Det blev foreslået, at baseret på 16S rRNA-lighed og DNA-DNA-hybridisering overføres til slægten Acidiplasma og omdøbes til Acidiplasma cupricumulans.

Ferroplasma thermophilum

I 2008, Zhou, et al. beskrev isolering af organismen Ferroplasma thermophilum L1 T fra en chalcopyrit -søjlereaktor, der blev podet med sur minedrænering (AMD) fra Daye -kobberminen i Kinas Hubei -provins. Under aerobe forhold med lave koncentrationer af gærekstrakt vokser F. thermophilum ved at oxidere jern. Under anaerobe forhold reducerer F. thermophilum imidlertid jernjern og sulfat. Dette gør F. thermophilum økologisk vigtig for jern- og svovlcykling på pyritrige minesteder.

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links