Hapan pH: ssa elävät bakteerityypit

Organismeja, jotka elävät ympäristössä, joka vahingoittaisi tai tappaisi suurimman osan asioista, kutsutaan ekstremofiileiksi. Kun tuossa äärimmäisessä ympäristössä on erittäin alhainen pH, yleensä alle kolme, ne tunnetaan acidofiileinä. Acidophilic-bakteerit elävät monissa paikoissa meren pohjassa olevista tuuletusaukoista lämpöominaisuuksiin Yellowstone ihmisen vatsaan, ja kaikilla on mukautuksia auttamaan heitä selviytymään ankarissa, happamissa olosuhteissa.

Helicobacter pylori on bakteerilaji, jota esiintyy ihmisen mahassa ja joka vastaa 80-90 prosentista mahahaavoista (katso viite 3). Se on muotoinen kuin ruuvi, jossa on useita lippuja, jotka auttavat sitä liikkumaan. Ihmisen mahassa voi olla niinkin alhainen pH kuin kahdessa, riittävän hapan proteiinien denaturointiin, ruoan sulattamiseen ja useimpien bakteerien tappamiseen. Helicobacter pylori on acidofiilinen, mutta ei halua käyttää energiaa pitääkseen itsensä turvassa hapon haitallisilta vaikutuksilta, joten se viettää suuren osan ajastaan ​​syvälle mahalaukkuun. Kun sen täytyy liikkua paikasta toiseen, se eristää itsensä puskuriliuoksen suojakuplalla, joka neutraloi hapon.

Thiobacillus acidophilus on esimerkki lämpöhappofiilistä, eli bakteeri, joka pitää sekä erittäin kuumista että erittäin happamista ympäristöistä. Se löytyy happamista geysirialtaista Yellowstonen kansallispuistossa sekä muissa paikoissa. Se on myös mielenkiintoinen, koska se kykenee fotosynteesiin tai saa energiansa auringosta. Kuten useimmat acidofiiliset bakteerit, se selviää käyttämällä erittäin tehokasta protonipumppua estääkseen liikaa vetyatomeja pääsemästä sisälle ja muuttamasta sen sisäistä pH: ta.

Useimmat acidophilic bakteerit käyttävät mukautuksia pitääkseen sisäisen pH-arvon neutraalina, jotta happo ei denaturoitu niiden proteiineja, mutta Acetobacter aceti on muuttanut proteiinejaan siten, että happamat eivät vahingoita niitä ympäristöissä. Sovelletun ympäristömikrobiologian tutkimuksessa havaittiin yli 50 erikoistunutta proteiinia, jotka olivat kehittyneet auttamaan bakteeria käsittelemään happamia olosuhteita. Kaikki tämä sopeutuminen on hyvää ihmisille, koska olemme käyttäneet tätä lajia etikkahapon tai etikan luomiseen tuhansia vuosia.

Syvänmeressä, jossa valoa ei tunkeudu, merenpohjan lämpöaukot huuhtelevat happoa ja muita myrkyllisiä aineita. Nämä tuuletusaukot muodostavat perustan uskomattomalle ekosysteemille. Yksi simpukka, joka asuu lämpöaukkojen joukossa, on symbioottinen suhde Oligotropha corboxydovoransin kanssa. Simpukka tarjoaa kodin ja bakteerit kuluttavat vetyä energian tuottamiseksi molemmille. Vetyatomit tekevät järjestelmästä happamaksi, ja nämä bakteerit ovat löytäneet tavan käyttää vetyä ja muuttaa itsensä pieniksi polttokennoiksi.