铁载体(siderophores)是指一种由微生物或植物合成并分泌的低分子量化合物,其功能是结合三价铁离子(ferric ion)并将之供应给生物体。
形成背景
地球上富含氧气,自然界的铁大多以氧化物的形式存在,这些氧化物具有极高的溶解度。因此,对于依赖铁元素生存的微生物而言,获取铁元素是一项挑战。铁载体正是在这种环境下进化出的一种适应机制,它能帮助微生物有效地摄取铁元素。
分布范围
铁载体广泛存在于各种微生物中,包括细菌和真菌。此外,一些禾本科植物,如大麦、小麦等,也能够合成铁载体。
结构分类
铁载体可分为多种类型,包括氧肟酸盐型(hydroxamates)、儿茶酚盐型(phenolatescatecholates)和羧酸盐型(carboxylates)等。其中,真菌倾向于合成氧肟酸盐型铁载体,而大肠杆菌(Escherichia coli)则合成的是儿茶酚盐型铁载体之一——肠杆菌素(enterobactin)。通常情况下,三个铁载体会围绕一个铁离子形成一个共价连接的八面体复合物,即铁—铁载体复合物。
吸收过程
当环境中存在微量铁元素时,微生物会分泌铁载体来捕获铁离子。铁载体可以通过与细胞膜上的铁载体受体蛋白结合,或将铁原子直接释放到细胞质中,或是整个铁—铁载体复合物通过ABC转运(ATP结合性盒式转运蛋白系统)进入细胞。在大肠杆菌中,铁载体受体位于细胞外膜上,铁离子进入周质空间后,在转运蛋白的作用下进入细胞质。进入细胞质的铁离子会被还原为二价铁(ferrous form),由于铁载体对三价铁的亲和力更高,因此铁离子会从铁载体上解离出来。需要注意的是,微生物体内可能存在多条铁吸收途径,以确保铁元素的有效利用。
参考资料
铁载体.https://wenku.baidu.com/view/62b738b70f22590102020740be1e650e53eacf7d.html?_wkts_=1732515530846&bdQuery=%E9%93%81%E8%BD%BD%E4%BD%93&needWelcomeRecommand=1.2024-11-25
铁载体.http://www.360doc.com/content/23/0729/16/837810_1090477810.shtml.2024-11-25
铁载体:土壤稀缺资源保卫战的“秘密武器” .https://ishare.ifeng.com/c/s/7wOe6WmsILb.2024-11-25