鐵呼吸

鐵呼吸是厭氧環境中普遍存在的一種微生物代謝形式，多種古生菌和細菌都能進行鐵呼吸。Fe(Ⅲ)的地球化學豐度比較高，為Fe(Ⅲ)還原菌提供了充足的電子受體，但自然中Fe(Ⅲ)多以不溶形式存在，使電子傳遞受阻。

基本介紹

• 中文名：鐵呼吸
• 又稱：異化鐵還原
• 形式：新型微生物能量代謝形式
• 出現時間：20世紀初

具體闡述

鐵呼吸是一種新型微生物能量代謝形式，鐵呼吸又稱異化鐵還原，是指微生物以胞外不溶性鐵氧化物為末端電子受體，通過氧化電子供體耦聯Fe(Ⅲ)還原，並從這一過程儲存生命活動所需的能量。

長期以來，Fe(Ⅲ)呼吸被誤認為只是化學反應，微生物的作用被忽視。直到20世紀80年代，才開始到Fe(Ⅲ)呼吸是由特定微生物驅動的酶促反應，鐵還原菌是Fe(Ⅲ)呼吸的主要動力。微生物學和地質學上越來越多的證據表明，Fe(Ⅲ)呼吸是最早的微生物呼吸形式。鐵呼吸不但對鐵的分布產生影響，而且對其他的痕量元素和營養物質的分布及有機物的降解起著重要的作用。這個代謝形式是地球化學上最重要的過程之一，普遍存在於沉積物、土壤和地層中。

20世紀初Fe(Ⅲ)還原就已被認知，但直到1987年第一個具有Fe(Ⅲ)還原活性的金屬還原地桿菌被分離出來後，這個微生物群才被詳細研究。迄今為止，已從海洋沉積物、淡水沉積物、蓄水層等環境中分離到很多Fe(Ⅲ)還原菌。在生物化學和遺傳學方面，研究者對一些典型微生物已進行了大量研究。其中，金屬還原地桿菌、硫還原地桿菌和奧奈達希瓦氏菌三者基因測序已經完成，使人們對Fe(Ⅲ)還原菌有了深入的認識，但鐵呼吸機制的研究仍處於初期。