Typer av bakterier som lever i surt pH

Organismer som lever i miljöer som skulle skada eller döda det mesta kallas extremofiler. När den extrema miljön har ett mycket lågt pH, vanligtvis under tre, är de kända som acidofiler. Acidophilic bakterier lever på en mångfald av platser, från ventiler på botten av havet till termiska funktioner i Yellowstone i människans mage, och alla har anpassningar för att hjälpa dem att överleva under svåra, sura förhållanden.

Helicobacter pylori är en art av bakterier som finns i människans mage och är ansvarig för 80 till 90 procent av magsår (se referens 3). Den är formad som en skruv med flera flageller som hjälper den att röra sig. Den mänskliga magen kan ha ett så lågt pH som två, tillräckligt surt för att denaturera proteiner, börja smälta maten och döda de flesta bakterier. Helicobacter pylori är acidofil, men föredrar att inte spendera energi för att skydda sig från de skadliga effekterna av syra, så det spenderar mycket av sin tid grävt djupt i magslem. När den behöver flytta från plats till plats isolerar den sig med en skyddande bubbla av buffertlösning som neutraliserar syran.

Thiobacillus acidophilus är ett exempel på en termo-acidophile, vilket betyder en bakterie som gillar både extremt heta och extremt sura miljöer. Det finns i sura gejserbassänger i Yellowstone National Park, liksom andra platser. Det är också intressant eftersom det kan fotosyntes eller få sin energi från solen. Liksom de flesta acidofila bakterier överlever den genom att använda en mycket effektiv protonpump för att förhindra att alltför många väteatomer kommer in och ändrar sitt inre pH.

De flesta acidofila bakterier använder anpassningar för att hålla sitt inre pH-neutralt så att syra inte denatureras deras proteiner, men Acetobacter aceti har modifierat sina proteiner så att de inte skadas av sura miljöer. En studie inom tillämpad miljömikrobiologi fann mer än 50 specialiserade proteiner som hade utvecklats för att hjälpa bakterien att hantera sura förhållanden. All denna anpassning är bra för människor, eftersom vi har använt denna art för att skapa ättiksyra eller ättika i tusentals år.

I djuphavet, där inget ljus tränger in, kommer värmeöppningar på havsbotten att syra och andra giftiga material. Dessa ventiler utgör grunden för ett otroligt ekosystem. En mussla som lever bland de termiska ventilationsöppningarna har ett symbiotiskt förhållande med Oligotropha corboxydovorans. Musslan ger ett hem och bakterierna förbrukar väte för att skapa energi för båda. Väteatomer gör systemen sura, och dessa bakterier har hittat ett sätt att använda väte och förvandla sig till miniatyrbränsleceller.