Leptospirillum ferriphilum是一种铁氧化细菌,能够存在于高酸性、高铁浓度和适中至较高温度环境中。它是产生酸性矿井排水的主要原因之一,也是工业生物冶金过程中提取金属的主要微生物。
细胞形态
L. ferriphilum是一种革兰氏阴性、螺旋状的细菌。它是一种酸性和热耐受细菌,使其能够在极端酸性环境和相对较高的温度下生存。这种细菌是一种需氧生物;它只能在有氧环境中生存和生长。
系统发育
Leptospirillum ferriphilum属于细菌域、Leptosprillium属和L. ferriphilum种。通过分析16S rRNA基因,结果显示其G+C含量为58.5%,这与组II Leptospirilla相似;组II Leptosprilla含有两个rrn基因副本。
代谢过程
Leptospirillum ferriphilum是铁氧化细菌中最常见的。这种细菌还通过还原三羧酸循环(TCA)固定二氧化碳。L. ferriphilum通过铵同化固定氮,具有pH恒定机制、金属耐受系统和氧化应激管理系统。
分类学
L. ferriphilum是Leptospirillum属已知的四个物种之一。它被认为是产生酸性矿井排水的主要活性生物体,尽管最初描述的铁氧化主导生物催化剂是物种Acidithiobacillus ferrooxidans;L. ferriphilum和A. ferrooxidans通常以2:1的比例被发现。与酸性浸出微环境相关的较高温度、低pH值和高二价铁浓度条件有利于L. ferriphilum。
生态学
L. ferriphilum是一种化能化学自养和严格厌氧的细菌,它仅通过氧化二价铁来获取能量。某些亚型被归类为中度嗜热。此外,这个物种还有固定二氧化碳的能力,一些菌株能够固定氮。转录组学和蛋白质组学显示,L. ferriphilum利用三羧酸循环固定二氧化碳。这种微生物也是酸性的,在其膜上使用质子泵来维持其内部pH值。在西班牙西南部的里奥廷托河等高酸性、富含金属的环境中,它有助于水的极端低pH值和红橙色。由于它在产生酸性矿井排水这一主要污染物中的作用,它与某些河流和海洋环境的酸化和退化有关。
生物采矿
L. ferriphilum在商业生物采矿过程中起着核心作用,细菌在矿石表面形成生物膜,并通过氧化二价铁来催化其溶解。在生物氧化过程中,它通常用于从矿石中分离出金。在生物浸出过程中,它有助于从黄铜矿中分离出铜。与黄铜矿相比,与黄铁矿的附着率更高。根据一项研究,这些氧化过程中的生物膜形成在30°C至37°C之间最优化;而在另一项研究中,在41°C最优化。与它对硫化金属的最高附着率相关的最佳pH值为1.4至1.8。