L’alluminio è il metallo più abbondante nella crosta terrestre, ma è solitamente legato in ossidi e silicati insolubili (Macdonald e Martin, 1988). L’acidificazione ambientale può aumentare i livelli di alluminio solubile (Al(III)), che è preoccupante perché l’Al(III) è noto per essere tossico per molti organismi (Williams, 1999). Nessun ruolo biologico è stato identificato per l’alluminio, ma l’alluminio può sostituire l’idrogeno con efficienza limitata come donatore di elettroni per la produzione di metano da parte di archei metanogeni (Belay e Daniels, 1990). La ricerca sulle interazioni microbiche con l’alluminio si è concentrata sulla corrosione delle leghe di alluminio, sulla lisciviazione dell’alluminio dai materiali e sull’accumulo, la tossicità e la detossificazione dell’alluminio.
Gli acidi organici e inorganici prodotti da batteri e funghi possono mobilitare l’alluminio da una varietà di materiali. La corrosione delle leghe di alluminio dovuta alla crescita di microrganismi è stata osservata nei serbatoi di carburante degli aerei negli anni ’60 (rivista da Iverson, 1987), e rimane un’area di ricerca attuale (Yang et al, 1998).I ricercatori hanno documentato la lisciviazione dell’alluminio mediata da microbi dal minerale spodumene (Karavaiko et al, 1980), dai rifiuti di fango rosso rimasti dopo l’estrazione alcalina di allumina dai minerali di bauxite (Vachon et al, 1994), dalle ceneri volanti degli inceneritori (Brombacher et al, 1998) e dai rottami elettronici (Brandl et al, 2000).
Il fosfato ha dimostrato di influenzare i meccanismi di tolleranza all’alluminio in Pseudomonas fluorescens coltivato con citrato combinato con l’alluminio come unica fonte di carbonio. In un mezzo ricco di fosfato, P. fluorescens ha depositato l’alluminio in un residuo extracellulare insolubile composto in parte da fosfatidiletanolamina (Appanna e St. Pierre, 1996). Quando il fosfato era limitante, l’alluminio è stato trovato complessato con metaboliti extracellulari solubili (Appanna e St. Pierre, 1994). La concentrazione di ferro può determinare quale meccanismo di detossificazione dell’alluminio viene utilizzato da P. fluorescens (Appanna e Hamel, 1996). La concentrazione di fosfato cellulare può anche modulare la tossicità dell’alluminio in Bradyrhizobiumjaponicum (Mukherjee e Asanuma, 1998).
Il legame e l’accumulo di alluminio è stato descritto in una varietà di microrganismi. Pareti cellulari isolate di Staphylococcus aureus sono state trovate per legare ioni di alluminio (Bradley e Parker, 1968), e Anabaena cylindrica è stata trovata ad accumulare alluminio in granuli di fosfato nella parete cellulare (Pettersson et al, 1985). L’accumulo di alluminio sulla superficie cellulare e intracellulare è stato osservato in Eschericia coli (Guida et al, 1991). L’assorbimento dell’alluminio tramite siderofori idrossamati può avvenire in assenza di ferro in Bacillus megaterium (Hu e Boyer, 1996).
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Appanna VD, St. Pierre M. Influenza del fosfato sulla tolleranza all’alluminio 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. Sviluppo di un impianto di lisciviazione su scala di laboratorio per l’estrazione di metalli dalla cenere volante da ceppi di Thiobacillus. Appl Environ Microbiol. 1998 Apr;64(4):1237-41.
Iverson WP. Corrosione microbica dei metalli. Adv Appl Microbiol.1987;32:1-36.
Mukherjee SK, Asanuma S. Possibile ruolo del pool di fosfato cellulare e successivo accumulo di fosfato inorganico sulla tolleranza all’alluminio in Bradyrhizobium japonicum. Suolo Biol Biochem. 1998 Oct;30(12):1511-16.
Pettersson A, Kunst L, Bergman B, Roomans GM. Accumulo di alluminio da Anabaena cylindrica in granuli di polifosfato e pareti cellulari: uno studio di microanalisi a dispersione di energia a raggi X. J Gen Microbiol. 1985;131:2545-48.
Rogers NJ, Carson KC, Glenn AR, Dilworth MJ, Hughes MN, Poole RK. Alleviamento della tossicità dell’alluminio per Rhizobium leguminosarum bv. viciae dal sideroforo idrossamato vicibactin. Biometals. 2001 Mar;14(1):59-66.