Mariprofundus ferrooxydans es una bacteria gramnegativa , quimiolitotrófica y neutrófila que puede crecer oxidando hierro ferroso a férrico . [2] Es uno de los pocos miembros de la clase Zetaproteobacteria en el filo Pseudomonadota . Por lo general, se encuentra en ambientes de aguas profundas ricos en hierro, particularmente en respiraderos hidrotermales . [4] M. ferrooxydans produce característicamente tallos de oxihidróxidos de hierro sólidos que forman esteras de hierro. [2] Los genes que se han propuesto para catalizar la oxidación del Fe (II) en M. ferrooxydans son similares a los implicados en las vías redox de metales conocidas y, por lo tanto, sirven como un buen candidato para un organismo modelo de oxidación del hierro. [4]
La bacteria fue aislada de tapetes microbianos ricos en hierro asociados con respiraderos hidrotermales en un volcán submarino, el monte submarino Kamaʻehuakanaloa (anteriormente Lōʻihi), cerca de Hawaii , y tiene solo un 85,3% de similitud con el 16S con su especie cultivada más cercana , Mmethylophaga marina . Tiene un tiempo de duplicación a 23 °C de 12 horas y una morfología de varilla curva (aproximadamente 0,5 × 2–5 μm). [2]
A pesar de estar válidamente publicado, [3] la etimología del epíteto genérico es gramaticalmente incorrecta, siendo una concatenación del latín neutral mare -is (el mar) con el adjetivo masculino latino profundus (profundo) que pretende significar un organismo de aguas profundas ( el neutro de profundus es profundum ). [3] El epíteto específico es ferrum (sustantivo latino), hierro y oxus (adjetivo griego), ácido o amargo, y en palabras combinadas indican oxígeno. (NL v. oxydare , hacer ácido, oxidar; NL part. adj. ferrooxydans , oxidar el hierro.) [3]
M. ferrooxydans vive en condiciones microóxicas y utiliza Fe (II) como donante de electrones y lo oxida a Fe (III) como principal vía de adquisición de energía, utilizando oxígeno como aceptor de electrones y CO 2 como fuente de carbono. [4] [5] Es un quimiolitotrofo que requiere sales marinas y no se ha demostrado que crezca heterótrofo. [2] La oxidación biótica del hierro compite con la oxidación abiótica del hierro, por lo que M. ferrooxydans prospera en ambientes con altas concentraciones de Fe (II) pero bajas concentraciones de oxígeno, donde la oxidación biótica del hierro puede competir con la oxidación abiótica. [2] Tener altas concentraciones de Fe (II) en el medio ambiente es fundamental ya que la oxidación del hierro es un proceso que produce poca energía y se deben oxidar grandes cantidades de hierro para producir una cantidad adecuada de energía. [6] El modelo propuesto de oxidación de hierro en M. ferrooxydans implica la oxidación de Fe (II) por una hierro oxidasa de la membrana externa, canalizando el electrón a través de una cadena de transporte de electrones formada por citocromos; El oxígeno se utiliza como aceptor terminal de electrones y luego se utiliza el transporte inverso de electrones para producir NADH. [4]
Las células de M. ferrooxydans son bastones curvos gramnegativos que pasan por dos etapas de vida: tienen una etapa de vida libre en la que son móviles y una segunda etapa en la que oxidan el hierro y forman óxidos de hierro sólidos. [4] Los tallos fibrosos retorcidos de oxihidróxidos de hierro extruidos por M. ferrooxydans se encuentran en esteras de hierro y se predice que consistirán en una matriz orgánica que permite que la estructura del óxido de hierro se forme de una manera característica de M. ferrooxydans . [4] [2] Este organismo también es móvil y quimiotáctico, lo que le permite moverse hacia concentraciones apropiadas de oxígeno incluso en el ambiente heterogéneo y rápidamente cambiante de los respiraderos hidrotermales; el organismo puede detectar y responder rápidamente a los cambios en las concentraciones de oxígeno para permitir la aerotaxis hacia niveles apropiados de oxígeno. [4] La motilidad permite a M. ferrooxydans permanecer en condiciones microóxicas a pesar de la cantidad de mezcla que ocurre en su entorno, y permanecer donde puede competir con la oxidación abiótica del hierro para adquirir suficiente energía para sobrevivir. [4]
M. ferrooxydans es capaz de fijar CO 2 utilizando genes RuBisCo codificados en su genoma; tiene múltiples genes RuBisCo diferentes, lo que sugiere que el organismo se ha adaptado para fijar CO 2 en un espectro más amplio de concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono. [4] Nunca se ha observado que este organismo crezca heterótrofamente, sin embargo, su genoma codifica un sistema de azúcar fosfotransferasa, típicamente utilizado como transportador de carbohidratos, que es específico para la fructosa y la manosa. [4] El transporte de carbohidratos está codificado en su genoma, pero se desconoce si pueden usarse como fuente de carbono o si se usan para formar la matriz de carbohidratos de los tallos retorcidos formados por el organismo. [4]
M. ferrooxydans , junto con otros FeOB, han sido implicados en la corrosión del acero Q235; son capaces de formar una biopelícula en la superficie del acero y provocar picaduras en la superficie del acero. [5] Los principales productos de la corrosión del acero Q235 causada por M. ferrooxydans son óxidos de hierro como FeOOH y Fe 2 O 3 , y este organismo también provoca la acidificación del ambiente alrededor del sitio de unión, lo que permite que se produzcan picaduras. [5]