铁呼吸

铁呼吸是厌氧环境中普遍存在的一种微生物代谢形式，多种古生菌和细菌都能进行铁呼吸。Fe(Ⅲ)的地球化学丰度比较高，为Fe(Ⅲ)还原菌提供了充足的电子受体，但自然中Fe(Ⅲ)多以不溶形式存在，使电子传递受阻。

铁呼吸是一种新型微生物能量代谢形式，铁呼吸又称异化铁还原，是指微生物以胞外不溶性铁氧化物为末端电子受体，通过氧化电子供体耦联Fe(Ⅲ)还原，并从这一过程储存生命活动所需的能量。

长期以来，Fe(Ⅲ)呼吸被误认为只是化学反应，微生物的作用被忽视。直到20世纪80年代，才开始到Fe(Ⅲ)呼吸是由特定微生物驱动的酶促反应，铁还原菌是Fe(Ⅲ)呼吸的主要动力。微生物学和地质学上越来越多的证据表明，Fe(Ⅲ)呼吸是最早的微生物呼吸形式。铁呼吸不但对铁的分布产生影响，而且对其他的痕量元素和营养物质的分布及有机物的降解起着重要的作用。这个代谢形式是地球化学上最重要的过程之一，普遍存在于沉积物、土壤和地层中。

20世纪初Fe(Ⅲ)还原就已被认知，但直到1987年第一个具有Fe(Ⅲ)还原活性的金属还原地杆菌被分离出来后，这个微生物群才被详细研究。迄今为止，已从海洋沉积物、淡水沉积物、蓄水层等环境中分离到很多Fe(Ⅲ)还原菌。在生物化学和遗传学方面，研究者对一些典型微生物已进行了大量研究。其中，金属还原地杆菌、硫还原地杆菌和奥奈达希瓦氏菌三者基因测序已经完成，使人们对Fe(Ⅲ)还原菌有了深入的认识，但铁呼吸机制的研究仍处于初期。