Ферроплазма

Ферроплазма
Научная классификация
Домен: Археи Тип: Эвриархеоты Класс: Thermoplasmata Reysenbach 2002 Порядок: Thermoplasmatales Семейство: Ferroplasmaceae Род: Ферроплазма
Международное научное название
Ferroplasma Golyshina et al. 2000
Систематика в Викивидах Поиск изображений на Викискладе ITIS   951492 NCBI   74968 EOL   97659

Ферроплазма (лат. Ferroplasma) — род архей из семейства Ferroplasmaceae[1], представители которого не имеют клеточной стенки. В отличие от термоплазмы, структура мембраны ферроплазмы другая, эта архея не имеет тетраэфирных липидов.

Описание

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 Fe^2+ к Fe^3+ с побочным продуктом — кислотой, и использует CO₂ в качестве источника углерода (является автотрофным организмом).

Ферроплазма растёт 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

Карта генома Ferroplasma acidiphilum Y^T

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[2]. 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[3]. Попытки удалить атом железа из металлопротеина приводила к его денатурации и потере функциональности[2].

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[2].

Классификация

На июнь 2017 года в род включают 1—3 вида[4][1]:

• Ferroplasma acidarmanus Dopson et al. 2004 — отсутствует в LPSN^[англ.]
• Ferroplasma acidiphilum Golyshina et al. 2000typus
• Ferroplasma thermophilum Zhou et al. 2008 — отсутствует в LPSN

См. также

• Металлотолерантные организмы

Примечания

1. Taxonomy Browser : Ferroplasma : [англ.] // NCBI. (Дата обращения: 22 июля 2017).
2. Ferrer M., Golyshina O. V., Beloqui A. et al. The cellular machinery of Ferroplasma acidiphilum is iron-protein-dominated // Nature. — 2007. — Vol. 445. — P. 91—94. — Abstract Архивная копия от 9 июля 2015 на Wayback Machine.
   Обзор на русском языке: Марков А. У микроба ферроплазмы почти все белки содержат железо Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine.
3. 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. — Vol. 391. — P. 269—276. — doi:10.1042/BJ20050346.
4. Genus Ferroplasma : [англ.] // LPSN. (Дата обращения: 22 июля 2017).

Литература

• 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.

• Baker-Austin C., Dopson M., Wexler M. et al. Molecular insight into extreme copper resistance in the extremophilic archaeon ‘Ferroplasma acidarmanus’ Fer1 (недоступная ссылка) // Microbiology. — 2005. — Vol. 151. — P. 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. — Vol. 70, no. 4. — P. 2079—2088. — doi:10.1128/AEM.70.4.2079-2088.2004.

• 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.— Vol. 7, no 9. — P. 1277—1288. — doi:10.1111/j.1462-2920.2005.00861.x.

• 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 (недоступная ссылка). // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology — 2000. — Vol. 50. — P. 997—1006.

• 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. (недоступная ссылка) // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. — 2009. — Vol. 59 — P. 2815—2823. — doi:10.1099/ijs.0.009639-0.

• 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 (недоступная ссылка) // Extremophiles. — 2006. — Vol. 10. — P. 525—530.

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