Som en del av respirasjonen for å skaffe seg energi bruker jernreduserende bakterier treverdig ferrijern (Fe(III)). De bruker for eksempel jernhydroksid (Fe(OH)3) som de reduserer til toverdig ferrojern (Fe(II)):
Fe(OH)3 + e- + 3H+ → Fe2+ + 2H2O (reduksjon)
Jernreduserende bakterier kombinerer reduksjonen av ferrijern med oksidasjon av mange forskjellige typer uorganiske og organiske stoffer. Prosessen blir kalt dissimilatorisk mikrobiell jernreduksjon og finnes i nisjer (habitater) uten oksygen i alle terrestre og akvatiske økosystemer, inkludert hydro- og geotermiske varmekilder.
Jernreduserende bakterier kan utføre hydrogenotrofisk jernreduksjon med oksidasjon av hydrogengass (H2), eller de kan bruke organiske elektronkilder (organoklastisk jernreduksjon, gresk klastos – bryte i stykker).
De kan bruke organiske molekyler (CH2O) som elektron- og protonkilde, en oksidasjon med avgivelse av elektroner hvor karbonet blir oksidert til karbondioksid (CO2). Her er CH2O brukt som formel for organiske molekyler som inneholder karbon (C), hydrogen (H) og oksygen (H). Elektronene og protonene i de organiske molekylene kommer opprinnelig fra vann i fotosyntesen hos planter, planteplankton eller blågrønnbakterier.
CH2O + H2O → CO2 + 4H+ + 4e- (oksidasjon)
Alternativet er at de bruker hydrogen (H2) som elektron- og protonkilde:
2H2 → 4H+ + 4e- (oksidasjon)
Ferrijern blir brukt som elektronakseptor og blir redusert ved å motta elektroner og protoner fra en av de to nevnte oksidasjoner:
4Fe(OH)3 + 12H+ + 4e- → 4Fe2+ + 12H2O (reduksjon)
De jernreduserende bakteriene lever på den energien som blir frigitt ved å flytte elektroner nedover en redokspotensialskala.
Jernreduserende bakterier danner et bindeledd i jern redokssyklus mellom ioneformen toverdig ferrojern som er vanligst hvis det ikke er oksygen tilstede (anoksisk, anaerobt) eller treverdig ferrijern hvis det finnes oksygen (oksisk, aerobt). Disse danner henholdsvis jernhydroksidene Fe(OH)2 og Fe(OH)3. Fe(II) er svært løselig sammenlignet med Fe(III).
Ferrijern danner svært tungt løselige oksider, og utfordringen for de jernredusernde bakteriene er å frakte elektroner til en tungtløselig ekstracellulær elektronakseptor. Det er flere mekanismer som blir brukt for å kunne redusere Fe(III). Geobacter må være i direkte kontakt med Fe(III)-oksidet, mens Geothrix og Shewanella lager sideroforer eller chelater som løser opp Fe(III) og har elektronskyfling over til ferrijern.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.