Марипрофундус феррооксиданс
| Марипрофундус феррооксиданс | |
|---|---|
 | |
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | Марипрофундалес Хордт и др . 2020 год [1] |
| Семья: | Марипрофундовые Хордт и др . 2020 год [1] |
| Род: | Глубокое море Эмерсон и др . 2010 год [2] |
| Разновидность: | М. феррооксиданс |
| Биномиальное имя | |
| Марипрофундус феррооксиданс Эмерсон и др . 2010 год [2] | |
| Синонимы [3] | |
| |
Mariprofundus Ferrooxydans — нейтрофильная , хемолитотрофная , грамотрицательная бактерия , которая может расти путем окисления двухвалентного железа в трехвалентное . [2] Это один из немногих представителей класса Zetaproteobacteria типа Pseudomonadota . Обычно он встречается в богатых железом глубоководных средах, особенно в гидротермальных жерлах . [4] Для M. Ferrooxydans характерны стебли твердых оксигидроксидов железа, которые образуют железные маты. [2] Гены, которые, как предполагается, катализируют окисление Fe (II) у M. Ferrooxydans , аналогичны генам, участвующим в известных окислительно-восстановительных путях металлов, и, таким образом, они служат хорошим кандидатом на роль модельного организма, окисляющего железо. [4]
Открытие
[ редактировать ]
Бактерия была выделена из богатых железом микробных матов , связанных с гидротермальными жерлами подводного вулкана Камаэуаканалоа (ранее Лоихи), недалеко от Гавайев , и имеет только 85,3% сходства 16S с ближайшим культивируемым видом Mmethylophaga marina . Он имеет время удвоения при 23 ° C, равное 12 часам, и морфологию изогнутого стержня (около 0,5 × 2–5 мкм). [2]
Этимология
[ редактировать ]Несмотря на достоверную публикацию, [3] этимология родового эпитета грамматически неверна, поскольку она представляет собой конкатенацию латинского нейтрального mare -is (море) с латинским прилагательным мужского рода profundus (глубокий), предназначенным для обозначения глубоководного организма (средний род слова profundus - profundum ). [3] Видовой эпитет — железо (латинское существительное), железо и oxus (греческое прилагательное), кислота или кислый, а в сочетании слов обозначающие кислород. (NL v. oxydare , производить кислоту, окислять; NL часть. прил. Ferrooxydans , окислять железо.) [3]
Физиология
[ редактировать ]M. Ferrooxydans живет в микрокислородных условиях, использует Fe(II) в качестве донора электронов и окисляет его до Fe(III) в качестве основного пути получения энергии, используя кислород в качестве акцептора электронов и CO 2 в качестве источника углерода. [4] [5] Это хемолитотроф, которому необходимы морские соли, и не было показано, что он растет гетеротрофно. [2] Биотическое окисление железа конкурирует с абиотическим окислением железа, поэтому M. Ferrooxydans процветает в средах с высокими концентрациями Fe(II), но низкими концентрациями кислорода, где биотическое окисление железа может конкурировать с абиотическим окислением. [2] Наличие высоких концентраций Fe(II) в окружающей среде имеет решающее значение, поскольку окисление железа представляет собой процесс с низким энерговыделением, и для получения достаточного количества энергии необходимо окислить большое количество железа. [6] Предлагаемая модель окисления железа у M. Ferrooxydans включает окисление Fe (II) железооксидазой внешней мембраны, направляя электрон через цепь переноса электронов, состоящую из цитохромов; кислород используется в качестве терминального акцептора электронов, а затем используется обратный транспорт электронов для образования НАДН. [4]
Образ жизни
[ редактировать ]Клетки M. Ferrooxydans представляют собой грамотрицательные изогнутые палочки, которые проходят две жизненные стадии: у них есть свободноживущая стадия, когда они подвижны, и вторая стадия, когда они окисляют железо и образуют твердые оксиды железа. [4] Волокнистые скрученные стебли оксигидроксидов железа, экструдированные M.ferrooxydans, обнаруживаются в железных матах и, по прогнозам, состоят из органической матрицы, которая позволяет формироваться структуре оксида железа способом, характерным для M.ferrooxydans . [4] [2] Этот организм также подвижен и хемотаксичен, что позволяет ему двигаться к соответствующим концентрациям кислорода даже в гетерогенной и быстро меняющейся среде гидротермальных источников; организм может быстро обнаруживать и реагировать на изменение концентрации кислорода, обеспечивая аэротаксис до соответствующих уровней кислорода. [4] Подвижность позволяет M. Ferrooxydans оставаться в микрокислородных условиях, несмотря на количество перемешиваний, происходящих в окружающей среде, и оставаться там, где он может превзойти абиотическое окисление железа, чтобы получить достаточно энергии для выживания. [4]
Геном
[ редактировать ]M. Ferrooxydans способна фиксировать CO 2 с помощью генов RuBisCo, закодированных в ее геноме; у него есть несколько различных генов RuBisCo, что позволяет предположить, что организм адаптировался к фиксации CO 2 в более широком спектре концентраций кислорода и углекислого газа. [4] Никогда не наблюдалось гетеротрофного роста этого организма, однако его геном кодирует систему сахарофосфотрансферазы, обычно используемую в качестве переносчика углеводов, которая специфична для фруктозы и маннозы. [4] Таким образом, транспорт углеводов закодирован в его геноме, но неизвестно, можно ли их использовать в качестве источника углерода или они используются для формирования углеводного каркаса скрученных стеблей, образуемых организмом. [4]
Роль в коррозии
[ редактировать ]M. Ferrooxydans , наряду с другими FeOB, участвует в коррозии стали Q235; они способны образовывать биопленку на поверхности стали и вызывать питтинг на поверхности стали. [5] Основными продуктами коррозии стали Q235, вызванной M. Ferrooxydans, являются оксиды железа, такие как FeOOH и Fe 2 O 3 , и этот организм также вызывает подкисление среды вокруг места прикрепления, что способствует возникновению питтинговой коррозии. [5]
См. также
[ редактировать ]- Филогения псевдомонадот для получения дополнительной информации о размещении
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Хёрдт, Антон; Лопес, Марина Гарсия; Мейер-Колтхофф, Ян П.; Шлейнинг, Марсель; Вайнхольд, Лиза-Мария; Тиндалл, Брайан Дж.; Гронов, Сабина; Кирпидес, Никос К.; Войке, Таня; Гёкер, Маркус (7 апреля 2020 г.). «Анализ более 1000 геномов типовых штаммов существенно улучшает таксономическую классификацию альфапротеобактерий» . Границы микробиологии . 11 : 468. дои : 10.3389/fmicb.2020.00468 . ПМЦ 7179689 . ПМИД 32373076 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Эмерсон, Д.; Ренц, Дж. А.; Лилберн, Т.Г.; Дэвис, RE; Олдрич, Х.; Чан, К.; Мойер, CL (2007). Рейзенбах, Анна-Луиза (ред.). «Новая линия протеобактерий, участвующих в формировании сообществ морских Fe-окисляющих микробных матов» . ПЛОС ОДИН . 2 (8): е667. Бибкод : 2007PLoSO...2..667E . дои : 10.1371/journal.pone.0000667 . ЧВК 1930151 . ПМИД 17668050 .
- ^ Jump up to: а б с д Марипрофундус в ЛПСН ; Парте, Эйдан К.; Сарда Карбасс, Хоаким; Мейер-Колтхофф, Ян П.; Реймер, Лоренц К.; Гёкер, Маркус (1 ноября 2020 г.). «Список названий прокариот, имеющих номенклатурное положение (ЛПСН), перемещается в ДСМЗ» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (11): 5607–5612. дои : 10.1099/ijsem.0.004332 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Сингер Э., Эмерсон Д., Уэбб Э.А., Барко Р.А., Куэнен Дж.Г., Нельсон В.К. и др. (23 сентября 2011 г.). « Mariprofundus Ferrooxydans PV-1 - первый геном морской Fe (II), окисляющей Zetaproteobacterium» . ПЛОС ОДИН . 6 (9): e25386. Бибкод : 2011PLoSO...625386S . дои : 10.1371/journal.pone.0025386 . ПМК 3179512 . ПМИД 21966516 .
- ^ Jump up to: а б с Чен С., Дэн Х., Лю Г., Чжан Д. (2019). «Коррозия углеродистой стали Q235 в морской воде, содержащей Mariprofundus Ferrooxydans и Thalassospira sp» . Границы микробиологии . 10 : 936. дои : 10.3389/fmicb.2019.00936 . ПМК 6517491 . ПМИД 31134004 .
- ^ Кейм, Каролина Н. (21 марта 2011 г.). «Мышьяк в биогенных минералах железа из загрязненной окружающей среды» . Геомикробиологический журнал . 28 (3): 242–251. дои : 10.1080/01490451.2010.493571 . ISSN 0149-0451 . S2CID 97696077 .