Az alumínium a földkéregben a legnagyobb mennyiségben előforduló fém, de általában oldhatatlan oxidokban és szilikátokban kötődik (Macdonald és Martin,1988). A környezet savasodása növelheti az oldható alumínium (Al(III)) szintjét, ami aggodalomra ad okot, mivel az Al(III) számos szervezet számára mérgező (Williams, 1999).Az alumíniumnak nem azonosították biológiai szerepét, de az alumínium korlátozott hatékonysággal helyettesítheti a hidrogént, mint elektrondonor a metanogén archaea metántermelésében (Belay és Daniels, 1990). Az alumíniummal való mikrobiális kölcsönhatások kutatása az alumíniumötvözetek korróziójára, az alumínium anyagokból való kimosódására, valamint az alumínium felhalmozódására, toxicitására és méregtelenítésére összpontosított.
A baktériumok és gombák által termelt szerves és szervetlen savak képesek az alumíniumot számos anyagból mobilizálni. Az alumíniumötvözetek mikroorganizmusok növekedése miatti korrózióját repülőgépek üzemanyagtartályaiban figyelték meg az 1960-as években (áttekintette Iverson, 1987), és továbbra is aktuális kutatási terület (Yang et al, 1998).A kutatók dokumentálták a mikrobák által közvetített alumínium kimosódását a szpodumen ásványból (Karavaiko et al, 1980), a bauxitércekből származó timföld lúgos kivonása után visszamaradt vörösiszap hulladékból (Vachon et al, 1994), égetőművek pernyéjéből (Brombacher et al, 1998) és elektronikai hulladékból (Brandl et al, 2000).
Kimutatták, hogy a foszfát befolyásolja az alumíniumtolerancia mechanizmusait a Pseudomonas fluorescensben, amelyet alumínium-komplex citráttal, mint egyedüli szénforrással termesztettek. Foszfátban gazdag közegben a P. fluorescens az alumíniumot egy részben foszfatidil-etanolaminból álló, oldhatatlan extracelluláris reziduumban rakta le (Appanna és St. Pierre, 1996). Amikor a foszfát limitáló volt, az alumíniumot oldható extracelluláris metabolitokkal komplexálva találták (Appanna és St. Pierre, 1994). A vaskoncentráció meghatározhatja, hogy a P. fluorescens melyik alumínium detoxifikációs mechanizmust használja (Appanna és Hamel, 1996). A sejtek foszfátkoncentrációja szintén módosíthatja az alumínium toxicitását a Bradyrhizobiumjaponicumban (Mukherjee és Asanuma, 1998).
Az alumínium megkötését és felhalmozódását számos mikroorganizmusban leírták. A Staphylococcus aureus izolált sejtfalai alumíniumionokat kötöttek (Bradleyés Parker, 1968), az Anabaena cylindrica pedig a sejtfalban lévő foszfátgranulátumokban halmozott fel alumíniumot (Pettersson és mtsai., 1985). Sejtfelszíni és intracelluláris alumínium felhalmozódást figyeltek meg Eschericia coli-ban (Guida et al, 1991). A Bacillus megateriumban vas hiányában is előfordulhat alumíniumfelvétel hidroxamát-sziderofórokon keresztül (Hu és Boyer, 1996).
Bővebb információért:
Search Medline for aluminium metabolism AND bacteria
Appanna VD, St. Pierre M. Influence of phosphate on aluminium tolerance in Pseudomonas fluorescens. FEMS Microbiol Lett.1994 Dec;124(3):327-32.
Appanna VD, St. Pierre M. Aluminum elicits exocellular phosphatidylethanolamine production in Pseudomonasfluorescens. Appl Environ Microbiol. 1996 Aug;62(80):2778-82.
Brombacher C, Bachofen R, Brandl H. Development of a laboratory-scale leaching plant for metal extraction from fly ash byThiobacillus strains. Appl Environ Microbiol. 1998 Apr;64(4):1237-41.
Iverson WP. Fémek mikrobiális korróziója. Adv Appl Microbiol.1987;32:1-36.
Mukherjee SK, Asanuma S. Possible role of cellular phosphate pool and subsequent accumulation of anorganic phosphate on the aluminium tolerance in Bradyrhizobium japonicum. Soil Biol Biochem. 1998 Oct;30(12):1511-16.
Pettersson A, Kunst L, Bergman B, Roomans GM. Az alumínium felhalmozódása Anabaena cylindrica által polifoszfát szemcsékben és sejtfalakban: egy röntgen energia-diszperzív mikroanalitikai vizsgálat. J Gen Microbiol. 1985;131:2545-48.
Rogers NJ, Carson KC, Glenn AR, Dilworth MJ, Hughes MN, Poole RK. Az alumínium toxicitásának enyhítése a Rhizobium leguminosarum bv. viciae számára a hidroxamát sziderofór vicibaktinnal. Biometals. 2001 Mar;14(1):59-66.