1. 금속 결합 단백질 : 미생물은 메탈 로티 오네 인 및 사이드로 포어와 같은 특수한 금속 결합 단백질을 생성합니다. 이들 단백질은 금속 이온을 킬레이트하여 미생물이 금속을 세포로 격리시키고 전달할 수있게한다. 예를 들어, 사이드로 포어는 박테리아와 곰팡이에 의해 생성 된 작은 유기 분자이며, 필수 영양소 인 철을 획득합니다.
2. 산 생산 : 산성 유성 미생물은 금속 함유 미네랄을 용해시키는 산을 분비하여 금속 이온을 용액으로 방출합니다. 이 전략은 일반적으로 산성 토양 및 열수 통풍구와 같은 극한 환경에서 관찰됩니다. 예를 들어, Adicalithiobacillus Ferrooxidans와 같은 산성 박테리아는이 메커니즘을 사용하여 구리, 철 및 우라늄과 같은 금속을 추출합니다.
3. 산화 환원 반응 : 미생물은 산화 환원 반응을 사용하여 금속 이온의 산화 상태를 변화시켜 용해성과 흡수가 더 쉬워집니다. 이것은 환경의 다른 산화 상태에 존재하는 철 및 망간과 같은 금속에 특히 중요합니다.
4. 생체 미생화 : 미생물은 금속을 세포 내부 또는 외부의 불용성 미네랄로 침전시킴으로써 생물 미화를 생물화할 수 있습니다. 이 과정은 미생물이 환경에서 독성을 줄이면서 귀중한 금속을 축적하고 저장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 특정 박테리아는 세포 내 마그네타이트 (산화철) 결정을 형성하여 금속-저기 메커니즘을 시사한다.
5. 공생 및 상호주의 : 일부 미생물은 금속 획득을 향상시키기 위해 다른 유기체와 공생 관계를 확립합니다. 예를 들어, 균근 곰팡이는 식물 뿌리와 공생적 연관성을 형성하고 탄수화물과 교환하여 인, 철 및 아연과 같은 금속을 포함한 영양 섭취를 촉진합니다.
6. Biolaching : 특정 박테리아와 곰팡이는 생물 연락에서 필수적인 역할을하며, 여기서 효소 공정 또는 대사 부산물을 통해 광석과 미네랄에서 금속 이온을 방출합니다. 이 과정은 광산 산업에서 이용하여 구리, 금 및 우라늄과 같은 귀중한 금속을 광석에서 추출 할 수 있습니다.
금속 추출을위한 이러한 고대 미생물 전략은 수백만 년에 걸쳐 지구의 생물 지 화학주기를 형성했으며 현대 생태계에서 금속 사이클링에서 계속 중요한 역할을 수행했습니다. 이러한 메커니즘을 이해하면 미생물 다양성과 진화에 대한 통찰력을 제공 할뿐만 아니라 생물 정화, 생명 공학 및 지속 가능한 금속 추출 기술의 개발에 잠재적 인 응용을 제공합니다.
