Ферроплазма

Ферроплазма
Ferroplasma acidiphilum
Научная классификация
Домен:  Археи Тип:  Эвриархеоты Класс:  Thermoplasmata Порядок:  Thermoplasmatales Семейство:  Ferroplasmaceae Род:  Ферроплазма
Международное научное название
Ferroplasma Golyshina et al., 2000
Систематика на Викивидах Поиск изображений на Викискладе NCBI   90142 EOL   97659

Ферроплазма (лат.  Ferroplasma ) — род архей, представители которого (вместе с родственным родом Термоплазма) не имеют клеточной стенки. Тем не менее, в отличие от термоплазмы, структура мембраны ферооплазмы другая, эта архея не имеет тетраетерых липидов. Представители рода хемолитотрофы и экстремальные ацидофилы — оптимально растут при температурах около 35 °C и кислотности около pH 1,7. Для выработки энергии ферроплазма окисляет ионы железа Fe²⁺ к Fe³⁺ с побочным продуктом — кислотой, и использует CO₂ в качестве источника углерода (является автотрофным организмом).

Ферроплазма растет в шахтах и отходах пород, которые содержат пирит, который используется ими в качестве источника энергии. Экстремальная ацидофильность ферроплазмы позволяет ей снижать pH своей среды обитания к очень низким значениям.

История открытия

Ферроплазмы были впервые обнаружены в 2000 году в биореакторе опытного металлургического завода в Туле. Уникальной особенностью организма было большое количество металлопротеинов (белков, содержащих атомы металлов) — из 189 идентифицированных белков 163 (86%) содержали железо, тогда как у большинства других организмов, в том числе родственных, количество металлопротеинов не превышает 10-20%. Многие металлопротеины ферроплазмы имели не содержащие металлов аналоги у других организмов^[1]. В частности, фермент α-глюкозидаза, обнаруженный в 2005 году, имеет в своём составе железо, в отличие от других ферментов класса гликозид-гидролаз, которые не содержат металлов^[2]. Попытки удалить атом железа из металлопротеина приводила к его денатурации и потере функциональности^[1].

Предполагается, что обилие металлопротеинов является отголоском древнейшей истории эволюции живых организмов, развивавшихся в микрополостях кристаллов пирита. Первоначально роль катализаторов различных биохимических процессов играли неорганические соединения, содержавшие железо, затем эти функции перешли к более эффективным белковым ферментам, которые включали в себя железо как структурный и функциональный компонент^[1].

Виды

• Ferroplasma acidarmanus
• Ferroplasma acidiphilum
• Ferroplasma cyprexacervatum
• Ferroplasma sp. JTC3
• Ferroplasma sp. L1
• Ferroplasma sp. MT17

См. также

• Металлотолерантные организмы

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} Ferrer M., Golyshina O.V., Beloqui A. et al. The cellular machinery of Ferroplasma acidiphilum is iron-protein-dominated // Nature. 2007. V. 445. P. 91-94. Abstract. Обзор на русском языке: Марков А. У микроба ферроплазмы почти все белки содержат железо.
2. ↑ Ferrer M., Golyshina O.V., Plou F.J. et al. A novel α-glucosidase from the acidophilic archaeon Ferroplasma acidiphilum strain Y with high transglycosylation activity and an unusual catalytic nucleophile // Biochem. J. (2005) 391, 269–276. doi:10.1042/BJ20050346.

Ссылки

• Golyshina O.V., Pivovarova T.A., Karavaiko G.I. et al. Ferroplasma acidiphilum gen. nov., sp. nov., an acidophilic, autotrophic, ferrous-iron-oxidizing, cell-wall-lacking, mesophilic member of the Ferroplacmaceae fam.nov., comprising a distinct lineage of the Archaeа // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2000. V. 50. P. 997-1006.

• Golyshina O., Timmis K.N. Ferroplasma and relatives, recently discovered cell wall-lacking archaea making a living in extremely acid, heavy metal-rich environments // Environ. Microbiol. 2005. V. 7. № 9. P. 1277-1288. doi:10.1111/j.1462-2920.2005.00861.x.

• Hawkes R.B., Franzman P.D., O’hara G., Plumb J.J. Ferroplasma cupricumulans sp. nov., novel moderately thermophilic, cidophilic archaeon isolated from an industrial-scale chalcocite bioleach heap // Extremophiles. 2006. V. 10. P. 525-530.

• Кузякина Т.И., Хайнасова Т.С., Левенец О.О. Биотехнология извлечения металлов из сульфидных руд. Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008, № 2, выпуск № 12, с. 76–86.

• Pivovarova T.A., Kondrat'eva T.F., Batrakov S.G. et al. Phenotypic Features of Ferroplasma acidiphilum Strains YT and Y-2 // Micribiology. 2004. V. 71. № 6. P. 698-706. Abstract.

• Golyshina O.V., Yakimov M.M., Lünsdorf H. et al. Acidiplasma aeolicum gen. nov., sp. nov., a euryarchaeon of the family Ferroplasmaceae isolated from a hydrothermal pool, and transfer of Ferroplasma cupricumulans to Acidiplasma cupricumulans comb. nov. // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2009), 59, 2815–2823. doi: 10.1099/ijs.0.009639-0

• Baker-Austin C., Dopson M., Wexler M. et al. Molecular insight into extreme copper resistance in the extremophilic archaeon ‘Ferroplasma acidarmanus’ Fer1 // Microbiology (2005), 151, 2637–2646. DOI 10.1099/mic.0.28076-0.

• Dopson M., Baker-Austin C., Hind A. et al. Characterization of Ferroplasma Isolates and Ferroplasma acidarmanus sp. nov., Extreme Acidophiles from Acid Mine Drainage and Industrial Bioleaching Environments // Applied and Environmental Microbiology, Apr. 2004, p. 2079–2088 Vol. 70, No. 4. DOI: 10.1128/AEM.70.4.2079–2088.2004.