好酸性生物は(原核生物または真核生物)を再生し、そのpHは値が小さい実際には3よりも、ある環境で生活することができる微生物の一種である、用語・アシドフィルスは、ギリシャ語と手段「酸の恋人」から来ています。
これらの環境は、鉄鉱山からの硫黄ガスまたは金属酸化物の混合物の放出を伴う火山活動から来る可能性があります。さらに、それらは生き残るために彼ら自身の環境を酸性化する生物自身の活動または代謝の産物でありえます。
リオティントの酸性水は、特徴的な色を与える多種多様な好酸性微生物の生息地として機能します。ウィキメディア・コモンズのスペイン、アントニオ・デ・ミハスによる。
このカテゴリに分類される生物は、pHが非常に酸性である環境で生育するため、好極限性生物の大きなグループにも属します。ほとんどの細胞が生き残ることができない場所。
さらに、この生物群が生態学的および経済的観点から非常に重要であることを強調することが重要です。
一般的な特性
競争、捕食、相互主義および相乗効果
ほとんどの好酸性生物は、酸素の存在下で成長し、生きます。しかし、酸素の非存在下と存在下の両方で発症する可能性のあるアシドフィルスの証拠があります。
さらに、これらの生物は、競争、捕食、相利共生、相乗作用など、他の生物とのさまざまな種類の相互作用を確立します。一例は、個々の培養物よりも硫黄鉱物の酸化においてより大きな成長と効率を示すアシドフィルスの混合培養物です。
胸焼け、解決すべき問題
好酸性菌は、酸性度を中和することを可能にする独特の構造的および機能的特徴を共有しているようです。これらには、非常に不透過性の細胞膜、高い内部規制能力、および独自の輸送システムが含まれます。
好酸性菌はプロトンの濃度が高い環境に住んでいるため、プロトンを外部に放出するポンプシステムを開発しました。この戦略により、バクテリアの内部のpHが中性に非常に近くなります。
好酸性生物は、プロトンを外側に送り出して細胞内のpHを中性に近づけることを可能にするプロトンポンプのシステムを開発しました。ウィキメディア・コモンズのPhilMacDによる。
しかし、硫酸の含有量が高い鉱山では、細胞壁のない微生物が発見されており、この保護がなくても高濃度のプロトンに曝されていることがわかります。
一方、これらのタイプの微生物がさらされる極端な条件のため、それらはすべてのタンパク質が機能し、変性していないことを保証する必要があります。
このため、合成されたタンパク質は高分子量であるため、それらを構成するアミノ酸間にはより多くの結合があります。このようにして、結合の破壊が起こりにくくなり、タンパク質構造により大きな安定性が与えられます。
高い膜不透過性
プロトンが細胞質に入ると、好酸性生物は、内部pHの低下の影響を緩和できる方法を実装する必要があります。
pHを維持するために、好酸性菌は細胞質へのプロトンの侵入を制限する不透過性の細胞膜を持っています。これは、古細菌の好酸性菌の膜が、細菌や真核細胞の細胞膜に見られるものとは別の種類の脂質で構成されているためです。
古細菌では、リン脂質には、疎水性(イソペノイド)領域と、グリセロールバックボーンとリン酸基で構成される極性領域があります。いずれにせよ、結合はエーテル結合によるものであり、特に高温でより大きな抵抗を生成します。
さらに、場合によっては、古細菌は二重層を持たず、2つの疎水性鎖の結合の産物であり、2つの極性グループの唯一の分子が大きな抵抗を与える単層を形成します。
一方、細菌や真核生物の膜を構成するリン脂質は同じ構造(疎水性と極性領域)を保持しているにもかかわらず、結合はエステル型であり、脂質二重層を形成しています。
の重要性
低pHと金属が豊富な条件で生育する好酸性生物は、初期の地球の海底火山条件に類似している可能性があるため、進化において潜在的に重要です。
したがって、好酸性生物は、より複雑な生命が進化した原始的な遺物を表す可能性があります。
さらに、代謝プロセスは硫化鉱物の表面で発生した可能性があるため、これらの生物のDNA構造は酸性のpHで発生した可能性があります。
好酸性生物における調節
pHの調整はすべての生物にとって不可欠です。このため、好酸性菌は細胞内pHを中性に近づける必要があります。
しかし、好酸性生物は、中性に近いpHでのみ増殖する生物と比較して、数桁のpH勾配に耐えることができます。一例は、その内部pHを6.4に維持しながら、pH 1.4で生きることができるThermoplasma acidophilumです。
好酸性生物の興味深い点は、このpH勾配を利用して陽子推進力を通じてエネルギーを生成することです。
好酸性微生物の例
好酸性生物は主に細菌や古細菌に分布しており、鉄や硫黄の循環を含む数多くの生物地球化学的循環に関与しています。
最初のものには、pHがゼロに近い環境で成長できる古細菌であるFerroplasma acidarmanusがあります。他の原核生物はPicrophilus oshimaeとPicrophilus torridusで、これらも好熱性で日本の火山噴火口で成長します。
Cyanidyum caldariuymなどの好酸性の真核生物もいくつかあります。これは、ゼロに近いpHで生きることができ、細胞の内部をほぼ中性レベルに保ちます。
Acontium cylatium、Cephalosporium sp。トリコスポロンセレブリエは、菌類王国からの3つの真核生物です。同様に興味深い他のものは、Picrophilus oshimaeとPicrophilus torridusです。
用途
浸出
好酸性微生物の重要な役割には、特に鉱物からの金属の抽出におけるバイオテクノロジーの応用が含まれ、従来の化学的方法(浸出)によって生成される汚染物質を大幅に削減します。
このプロセスは、銅の採掘に特に役立ちます。たとえば、Thobacillussulfolobusが触媒として機能し、酸化中に形成される硫酸銅の酸化速度を加速して、金属の可溶化を助けることができます。
食品業界
好酸性生物には工業的に興味のある酵素があり、潤滑剤としての用途を持つ酸安定性酵素の供給源となっています。
さらに、食品業界では、アミラーゼとグルコアミラーゼの生産は、デンプンの加工、ベーカリー、フルーツジュースの加工に使用されます。
さらに、動物飼料成分として使用されるプロテアーゼやセルラーゼの製造や医薬品の製造にも広く使用されています。
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