Sideroforer er organiske stoffer som virker som jernbærere og øker tilgjengeligheten av jern. Jern er et livsnødvendig mikronæringsstoff, og bakterier, sopp og planter bruker sideroforer for å øke opptaket av jern fra omgivelsene.  I en atmosfære som inneholder oksygen forekommer jern hovedsakelig i en treverdig form som ferrijern (Fe3+, Fe(III)) som danner tungtløselig jernhydroksid og jernoksyhydroksider. Det lave oppløselighetsproduktet for treverdig jern gjør at jern bare finnes i ekstremt lave konsentrasjon og er lite tilgjengelig for organismene. Stabilitetskonstanten for Fe(III)-siderofor er høy,  det vil si jernet har hardt bundet, men er lav for Fe(II)-siderofor. Når enFe(III)-siderofor er tatt opp av organismen blir Fe(III) redusert til Fe(II) og jernet blir derett frigitt og inkorporert i organiske forbindelser. Sideroforen kan deretter skilles ut igjen for å hente mer jern.

Mangel på jern gir anemi hos dyr og mennesker. Spesielt vanskelig blir opptaket av jern ved høy pH (basiske forhold). Ved for mye kalking av en gressplen kan dette gi gulfarget gress og kalkklorose som skyldes jernmangel. Havvann har høy pH, noe som gjør at marint planteplankton må ha sideroforer. Det er gjort forsøk med å tilføre jern til havvann for å binde mer CO2 i fotosyntesen og øke biomasseproduksjonen. Ved jernmangel kan plantene lage en surere rotsone, noe som letter jernopptaket, og noen planter kan skille ut fytosideroforer. Under anerobe betingelser, hvor det ikke er oksygen tilstede, finnes det meste av jernet i toverdig form som ferrojern (Fe2+, Fe(II). Toverdig jern har et mye høyere oppløselighetsprodukt enn treverdig jern. Det betyr at under anaerobe forhold kan jern være giftig. Sumpplanter unngår giftvirkningen av for mye Fe(II) ved å  føre luft ned til røttene gjennom luftvev (aerenkym) og oksiderer Fe(II) til brunfargete uskadelige Fe(III)-forbindelser.

Sideroforene er delt i tre hovedtyper avhengig av hvilken type mekanisme som binder jern: Hydroksamat-sideroforer, karboksylat-sideroforer som inneholder karboksylgrupper, og katekol-sideroforer.

Hydroksamat-sideroforer inneholder  hydroksamat [ -N(OH)C(=O)-C-] og er ofte sykliske peptider som inneholder aminosyrene ornithin og glycin. Alle bakteriene som gir infeksjoner hos mennesker inneholder sideroforer. Eksempler på bakteriesideroforer er enterobaktin, ferrioksamin, mykobaktin og eksochelin.  Soppsideroforer kan være for eksempel ferrikrom, fusarinin og koprogen.Rhizoferrin er et polykarboksylat-siderofor som finnes i krypmuggsopp, en saprofytt som kan vokse på både planter og dyr.

Generelt er fritt jern skadelig i en organisme, derfor er jern bundet i hem eller i jern-svovelproteiner. Organismene må holde kontroll på jernkonsentrasjonen og sørge for at det er bundet og ikke forekommer fritt, for å unngå Fenton-reaksjoner og Haber-Weiss-reaksjoner som gir skadelige frie radikaler Hos pattedyr er jern bundet til hemoglobin i røde blodlegemer, til laktoferrin i morsmelk, tårer og svette, til transferrin som er et glykoprotein i blodplasma og slimhinner , samt proteinet ferritin. Ferritin finnes både hos prokaryoter og eukaryoter, og lagrer jern. Noen mener at jernbindende proteiner også kan ha en viktig funksjon i beskyttelse mot sykdom ved å gjør jern utilgjengelig for bakterier og sopp. Selv om man ikke har funnet sideroforer i dyr, så er er siderokalin et antibakterielt stoff ved å binde jern meget hardt. I vannkulturer (hydroponikk) for dyrking av planter tilføres kompleksbundet chelatert jern bundet til sitronsyre eller EDTA.

Organismer med sterke sideroforer får en konkurransefordel i økosystemer med dårlig tilgang på jern. Jernhypotesen går ut på at den organismen som er mest effektiv til å ta opp jern i en aerob (oksisk) økosystemnisje er den organismen som behersker og er vinneren i nisjen.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.