Currently, only two photosynthetic

Currently, only two photosynthetic iron-oxidizing gamma- proteobacteria have been described, and both are strains of Thiodictyon. One of these, strain L7, was isolated from the same source as Rhodobacter sp. SW2 (Ehrenreich & Widdel, 1994), while Thiodictyon sp. strain f4 was isolated from a marsh by Croal et al. (2004a). Thiodictyon sp. strain f4 displays the fastest rates of iron oxidation of all photo- trophic iron-oxidizing bacteria that have been isolated (Hegler et al., 2008). Interestingly, Widdel et al. (1993) reported that none of the authenticated Thiodictyon spp. that they tested was able to oxidize ferrous iron, suggesting that this trait is not widespread among this genus.
Photosynthetic iron oxidizers only possess photosystem I, and therefore do not evolve oxygen. The fact that these bacteria can promote iron oxidation in the absence of both molecular oxygen and an oxidized alternative electron donor (such as nitrate) has major implications for the perceived early development of planet earth. Large-scale oxidation of ferrous iron, originating from the weathering of ferro-magnesium and other reduced minerals associated with the extensive volcanism that is thought to have characterized the young planet, could have been mediated by phototrophic bacteria in Pre-Cambrian times while the planet was still essentially anoxic. This would help explain the occurrence of vast deposits of oxidized BIFs, which are thought to pre-date the development of an oxygen- enriched atmosphere (Ehrenreich & Widdel, 1994).

Oxido-reduction of iron by proteobacteria
Some species of proteobacteria that oxidize ferrous iron are also able to catalyse the dissimilatory reduction of ferric iron, where the latter acts as the sole or major electron acceptor in anaerobic respiration (Lovley, 1997; Lovley et al., 2004; Nealson & Saffarini, 1994; Pronk & Johnson, 1992). Both organic and inorganic materials can be used as electron donors for iron reduction. While in most cases proteobacteria that reduce or oxidize iron are distinct species, some, described below, can both oxidize and reduce iron, depending on the prevailing environmental conditions. Cycling of iron mediated by microbiological oxido-reduction of iron is an important process in the environment, both on the micro and the global scales (Fig. 4). Iron-oxidizing proteobacteria have an important role in facilitating ferric iron reduction in the environment, as their solid-phase end products (e.g. schwertmannite and ferrihydrite) are much more reactive than other ferric iron minerals such as goethite and haematite, which are often more abundant in the environment (Emerson et al., 2010). In the case of extreme acidophiles, the end product of iron oxidation is often soluble ferric iron, which is much more readily reduced than amorphous or crystalline forms (Bridge & Johnson, 1998), and ferric iron respiration appears to be widespread among acidophilic proteobacteria (Coupland & Johnson, 2008; Johnson & Hallberg, 2008). Since the redox potential of the soluble ferric/ferrous couple is not much less positive than that of the oxygen/

water couple, facultative anaerobic acidophiles that can use ferric iron as an electron acceptor do not suffer such a thermodynamic ‘penalty’ for switching electron acceptors as their neutrophilic counterparts.
The only iron-oxidizing proteobacteria known to be also capable of dissimilatory ferric iron reduction are the neutrophile Geobacter metallireducens (Lovley et al., 1993) and three acidophilic species, At. ferrooxidans (Pronk et al., 1992), At. ferrivorans (Hallberg et al., 2010) and Af. thiooxydans (Hallberg et al., 2011), though this trait appears to be more widespread among Gram-positive acidophilic bacteria (Johnson & Hallberg, 2008). Geobacter metallireducens has been shown to reduce amorphous iron oxides readily (Lovley & Phillips, 1986), but to reduce crystalline iron oxides only after the removal of surface ferrous iron from the mineral (Roden & Urrutia, 1999). Various organic compounds, such as acetate, ethanol, butyrate and propionate, can be used by Geobacter metallireducens to reduce ferric iron (Ehrlich & Newman, 2009). At. ferrooxidans, At. ferrivorans and Af. thiooxydans can all couple the oxidation of elemental sulfur to the reduction of ferric iron, while At. ferrooxidans can also reduce ferric iron under anaerobic conditions using hydrogen as electron donor (Ohmura et al., 2002).

Genomic and molecular biology
New insights into the physiologies of iron-oxidizing proteobacteria are emerging as increasing numbers of their genomes are sequenced and annotated (Ca´ rdenas et al., 2010). A summary of the genomes of iron-oxidizing proteobacteria completed or known to be under way at the time of writing is shown in Table 2. As with other bacteria, advances in genomics, transcriptomics and proteomics technologies have helped to understand the mechanisms involved in the metabolisms of iron-oxidizing proteobacteria. Bioinformatic analysis can predict pre- viously unrecognized potential gene functions and help to construct metabolic pathways, including those involved in iron oxidation (Bonnefoy, 2010).

Kết quả (Việt) 1:

Hiện nay, chỉ có hai quang hợp oxy hóa sắt gamma-sơ đã được mô tả, và cả hai đều giống Thiodictyon. Một trong những căng thẳng L7, bị cô lập từ cùng một nguồn như Rhodobacter sp. SW2 (Ehrenreich & Widdel, 1994), trong khi Thiodictyon sp. căng thẳng f4 bị cô lập từ một đầm lầy bởi Croal et al. (2004a). Thiodictyon sp. căng thẳng f4 Hiển thị mức nhanh nhất của sắt quá trình oxy hóa của tất cả ảnh - trophic sắt oxy hóa vi khuẩn đã bị cô lập (Hegler et al., 2008). Điều thú vị, Widdel et al. (1993) báo cáo rằng không ai trong số Thiodictyon spp. xác thực mà họ kiểm tra đã có thể để ôxi hóa bằng sắt, cho thấy rằng đặc điểm này không phải là phổ biến rộng rãi trong chi này.Quang hợp sắt oxidizers chỉ có photosystem tôi, và do đó không phát triển oxy. Một thực tế rằng các vi khuẩn có thể thúc đẩy quá trình oxy hóa sắt trong sự vắng mặt của các phân tử oxy và một nhà tài trợ oxy hóa điện tử (chẳng hạn như nitrat) có tác động lớn đối với giai đoạn phát triển nhận thức của trái đất. Quá trình oxy hóa quy mô lớn của sắt màu, có nguồn gốc từ phong hóa của cốt thép-magiê và khoáng chất giảm khác liên kết với núi lửa mở rộng là suy nghĩ để có đặc trưng hành tinh nhỏ, có thể có được điều tiết bởi những vi khuẩn trong kỷ Cambri trước thời gian trong khi hành tinh là vẫn về cơ bản thiếu ôxy. Điều này sẽ giúp giải thích sự xuất hiện của các tiền gửi lớn của BIF oxy hóa, mà được nghĩ đến trước nay sự phát triển của một oxy - làm giàu bầu không khí (Ehrenreich & Widdel, 1994).Oxido-giảm của sắt bởi sơMột số loài sơ ôxi hóa kim sắt cũng có thể catalyse dissimilatory giảm chất sắt III, nơi các hành vi sau là tìm duy nhất hoặc chính điện tử trong hô hấp kỵ khí (Lovley, năm 1997; Lovley et al, 2004; Nealson & Saffarini, 1994; Pronk người Đức & Johnson, 1992). Vật liệu hữu cơ và vô cơ có thể được sử dụng như là các nhà tài trợ điện tử để sắt giảm. Trong khi trong hầu hết trường hợp sơ đó làm giảm hoặc ôxi hóa sắt là loài khác biệt, một số, mô tả dưới đây, có thể cả hai ôxi hóa và giảm sắt, tùy thuộc vào các điều kiện môi trường hiện hành. Đi xe đạp của sắt Trung gian bởi oxido-giảm nhạy cảm với clo sắt là một quá trình quan trọng trong môi trường, cả trên vi và quy mô toàn cầu (hình 4). Oxy hóa sắt sơ có vai trò quan trọng trong tạo điều kiện giảm sắt sắt trong môi trường, như của sản phẩm cuối cùng giai đoạn rắn (ví dụ như schwertmannite và ferrihydrite) phản ứng mạnh nhiều hơn so với các khoáng vật sắt sắt khác chẳng hạn như goethite và haematite, mà thường là nhiều hơn nữa phong phú trong môi trường (Emerson và ctv., 2010). Trong trường hợp cực đoan acidophiles, sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa sắt thường là hòa tan sắt III, mà là nhiều hơn nữa dễ dàng giảm so với hình thức vô định hình hoặc tinh thể (cầu & Johnson, 1998), và sắt sắt hô hấp xuất hiện để được phổ biến rộng rãi trong số acidophilic sơ (Coupland & Johnson, 2008; Johnson & Hallberg, 2008). Kể từ khi redox tiềm năng của các cặp vợ chồng III/màu hòa tan là không ít hơn nhiều tích cực hơn của oxy / water couple, facultative anaerobic acidophiles that can use ferric iron as an electron acceptor do not suffer such a thermodynamic ‘penalty’ for switching electron acceptors as their neutrophilic counterparts.The only iron-oxidizing proteobacteria known to be also capable of dissimilatory ferric iron reduction are the neutrophile Geobacter metallireducens (Lovley et al., 1993) and three acidophilic species, At. ferrooxidans (Pronk et al., 1992), At. ferrivorans (Hallberg et al., 2010) and Af. thiooxydans (Hallberg et al., 2011), though this trait appears to be more widespread among Gram-positive acidophilic bacteria (Johnson & Hallberg, 2008). Geobacter metallireducens has been shown to reduce amorphous iron oxides readily (Lovley & Phillips, 1986), but to reduce crystalline iron oxides only after the removal of surface ferrous iron from the mineral (Roden & Urrutia, 1999). Various organic compounds, such as acetate, ethanol, butyrate and propionate, can be used by Geobacter metallireducens to reduce ferric iron (Ehrlich & Newman, 2009). At. ferrooxidans, At. ferrivorans and Af. thiooxydans can all couple the oxidation of elemental sulfur to the reduction of ferric iron, while At. ferrooxidans can also reduce ferric iron under anaerobic conditions using hydrogen as electron donor (Ohmura et al., 2002).Genomic and molecular biologyNew insights into the physiologies of iron-oxidizing proteobacteria are emerging as increasing numbers of their genomes are sequenced and annotated (Ca´ rdenas et al., 2010). A summary of the genomes of iron-oxidizing proteobacteria completed or known to be under way at the time of writing is shown in Table 2. As with other bacteria, advances in genomics, transcriptomics and proteomics technologies have helped to understand the mechanisms involved in the metabolisms of iron-oxidizing proteobacteria. Bioinformatic analysis can predict pre- viously unrecognized potential gene functions and help to construct metabolic pathways, including those involved in iron oxidation (Bonnefoy, 2010).

Kết quả (Việt) 2:

Hiện nay, chỉ có hai quang proteobacteria kế gamma sắt-oxy hóa đã được mô tả, và cả hai đều là các chủng Thiodictyon. Một trong số các chủng L7, được phân lập từ các nguồn như Rhodobacter sp. SW2 (Ehrenreich & Widdel, 1994), trong khi Thiodictyon sp. căng f4 đã được phân lập từ một đầm lầy bởi Croal et al. (2004a). Thiodictyon sp. căng f4 bày mức nhanh nhất của quá trình oxy hóa sắt của tất cả các vi khuẩn nghiệp chụp dinh dưỡng sắt-oxy hóa đã được phân lập (Hegler et al., 2008). Thật thú vị, Widdel et al. (1993) báo cáo rằng không ai trong số các Thiodictyon spp xác thực. rằng họ đã thử nghiệm đã có thể để oxy hóa sắt II, cho thấy rằng đặc điểm này không phải là phổ biến trong chi này.
oxi hóa sắt quang hợp chỉ có quang hợp I, và do đó không phát triển oxy. Thực tế là các vi khuẩn này có thể thúc đẩy quá trình oxy hóa sắt trong sự vắng mặt của cả hai phân tử oxy và một nhà tài trợ điện tử thay thế oxy hóa (như nitrat) có ý nghĩa lớn đối với sự phát triển sớm nhận thức của hành tinh trái đất. Quy mô lớn quá trình oxy hóa sắt II, có nguồn gốc từ sự phong hóa của ferro-magiê và các khoáng chất giảm khác liên quan đến hoạt động núi lửa rộng lớn mà được cho là đã đặc trưng của hành tinh trẻ, có thể đã được trung gian bởi các vi khuẩn quang hợp Phototrophic trong lần Pre-Cambri trong khi hành tinh còn về cơ bản thiếu ôxy. Điều này sẽ giúp giải thích sự xuất hiện của các khoản tiền gửi lớn của BIFs oxy hóa, được nghĩ đến trước ngày sự phát triển của một bầu không khí làm giàu ôxy (Ehrenreich & Widdel, 1994). Oxido giảm sắt bởi proteobacteria Một số loài proteobacteria rằng oxy hóa màu sắt cũng có thể xúc tác cho sự giảm dissimilatory sắt sắt, nơi mà các hành vi sau khi nhận điện tử duy nhất hoặc quan trọng trong hô hấp kỵ khí (Lovley, 1997; Lovley et al, 2004;. Nealson & Saffarini, 1994; Pronk & Johnson, 1992 ). Cả hai vật liệu hữu cơ và vô cơ có thể được sử dụng như các nhà tài trợ cho electron giảm sắt. Trong khi ở hầu hết các trường hợp proteobacteria làm giảm hoặc ôxy hóa chất sắt là loài riêng biệt, một số, mô tả dưới đây, cả hai có thể oxy hóa và giảm sắt, tùy thuộc vào các điều kiện môi trường hiện hành. Đi xe đạp bằng sắt qua trung gian bởi vi sinh oxido-giảm của sắt là một quá trình quan trọng trong môi trường, cả trên vi và quy mô toàn cầu (Hình. 4). Sắt-oxy hóa proteobacteria có một vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ giảm sắt III trong môi trường, như các sản phẩm cuối pha rắn của họ (ví dụ như schwertmannite và ferrihydrite), nhiều hơn phản ứng hơn các khoáng chất sắt sắt khác như goethite và haematite, thường phong phú hơn trong môi trường (Emerson et al., 2010). Trong trường hợp của acidophiles cực, sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa sắt là sắt III thường hòa tan, mà như thế sẽ dễ hơn giảm hơn so với hình thức vô định hình hoặc tinh thể (Bridge & Johnson, 1998), và hô hấp sắt III dường như là phổ biến trong các proteobacteria ưa acid ( Coupland & Johnson, 2008; Johnson & Hallberg, 2008). Vì thế oxi hóa khử của cặp đôi màu sắt / hòa tan không phải là ít tích cực hơn so với oxy / vài nước, acidophiles kỵ khí tuỳ ý rằng có thể sử dụng sắt III như một chất nhận electron không phải chịu một "hình phạt" nhiệt động lực như vậy để chuyển đổi các chất nhận electron như các đối tác trung tính của họ. Các chỉ proteobacteria sắt-oxy hóa được biết là cũng có khả năng giảm sắt III dissimilatory là neutrophile Geobacter metallireducens và ba loài ưa acid, (Lovley et al., 1993) Tại. ferrooxidans, At (Pronk et al., 1992). ferrivorans (Hallberg et al., 2010) và Af. thiooxydans (Hallberg et al., 2011), mặc dù đặc điểm này xuất hiện sẽ lan rộng hơn trong những vi khuẩn ưa acid Gram dương (Johnson & Hallberg, 2008). Metallireducens Geobacter đã được chứng minh là làm giảm các oxit sắt vô định hình dễ dàng (Lovley & Phillips, 1986), nhưng để giảm bớt các oxit sắt tinh chỉ sau khi việc loại bỏ các bề mặt sắt màu từ khoáng sản (Roden & Urrutia, 1999). Hợp chất hữu cơ khác nhau, chẳng hạn như acetate, ethanol, butyrate và propionate, có thể được sử dụng bởi Geobacter metallireducens để giảm sắt III (Ehrlich & Newman, 2009). Tại. ferrooxidans, At. ferrivorans và Af. thiooxydans thể tất cả các cặp vợ chồng quá trình oxy hóa của nguyên tố lưu huỳnh để giảm sắt III, trong khi tại. ferrooxidans cũng có thể làm giảm sắt III trong điều kiện yếm khí sử dụng hydro như các nhà tài trợ electron (Ohmura et al 2002.,). Gen và phân tử sinh học những hiểu biết mới vào tâm lý của proteobacteria sắt-oxy hóa đang nổi lên như là gia tăng số lượng các bộ gen của họ được sắp xếp và chú thích ( Ca' rdenas et al, 2010).. Một bản tóm tắt của bộ gen của proteobacteria sắt-oxy hóa hoàn thành hoặc được biết là đang diễn ra tại thời điểm văn bản được trình bày trong Bảng 2. Như với các vi khuẩn khác, những tiến bộ trong nghiên cứu bộ gen, transcriptomics và proteomics công nghệ đã giúp để hiểu các cơ chế liên quan trong trình trao đổi chất của proteobacteria sắt-oxy hóa. Phân tích tin sinh học có thể dự đoán trước những chức năng gen tiềm năng viously không được công nhận và giúp đỡ để xây dựng các con đường trao đổi chất, bao gồm cả những người tham gia vào quá trình oxy hóa sắt (BONNEFOY, 2010).