El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre, pero suele estar unido en óxidos y silicatos insolubles (Macdonald y Martin,1988). La acidificación del medio ambiente puede aumentar los niveles de aluminio soluble (Al(III)), lo cual es preocupante ya que se sabe que el Al(III) es tóxico para muchos organismos (Williams, 1999).No se ha identificado ninguna función biológica para el aluminio, pero éste puede sustituir al hidrógeno con una eficacia limitada como donante de electrones para la producción de metano por parte de las arqueas metanogénicas (Belay yDaniels, 1990). La investigación sobre las interacciones microbianas con el aluminio se ha centrado en la corrosión de las aleaciones de aluminio, la lixiviación del aluminio de los materiales y la acumulación, toxicidad y desintoxicación del aluminio.
Los ácidos orgánicos e inorgánicos producidos por bacterias y hongos pueden movilizar el aluminio de una variedad de materiales. La corrosión de las aleaciones de aluminio debido al crecimiento de microorganismos se observó en los depósitos de combustible de los aviones en la década de 1960 (revisado por Iverson, 1987), y sigue siendo un área de investigación actual (Yang et al, 1998).Los investigadores han documentado la lixiviación de aluminio mediada por microbios a partir del mineral espodumeno (Karavaiko et al, 1980), los residuos de lodo rojo que quedan después de la extracción alcalina de la alúmina de los minerales de bauxita (Vachon et al, 1994), las cenizas volantes de las incineradoras (Brombacher et al, 1998) y la chatarra electrónica (Brandl et al, 2000).
Se ha demostrado que el fosfato influye en los mecanismos de tolerancia al aluminio en Pseudomonas fluorescens cultivada con citrato complejado con aluminio como única fuente de carbono. En un medio rico en fosfato, P. fluorescens depositó el aluminio en un residuo extracelular insoluble compuesto en parte por fosfatidiletanolamina (Appanna y St. Pierre, 1996). Cuando el fosfato era limitante, el aluminio se encontraba complejado con metabolitos extracelulares solubles (Appanna y St. Pierre, 1994). La concentración de hierro puede determinar qué mecanismo de detoxificación del aluminio utiliza P. fluorescens (Appanna y Hamel, 1996). La concentración de fosfato celular también puede modular la toxicidad del aluminio en Bradyrhizobiumjaponicum (Mukherjee y Asanuma, 1998).
Se ha descrito la unión y acumulación de aluminio en una variedad de microorganismos. Se descubrió que las paredes celulares aisladas de Staphylococcus aureus se unen a los iones de aluminio (Bradley y Parker, 1968), y que Anabaena cylindrica acumula aluminio en gránulos de fosfato en la pared celular (Pettersson et al, 1985). En Eschericia coli se observó la acumulación de aluminio en la superficie celular y en el interior de la célula (Guida et al, 1991). La captación de aluminio a través de sideróforos de hidroxamato puede producirse en ausencia de hierro en Bacillus megaterium (Hu y Boyer, 1996).
Para más información:
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Appanna VD, St. Pierre M. Influencia de fosfato en la tolerancia de aluminio en 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. Corrosión microbiana de los metales. Adv Appl Microbiol.1987;32:1-36.
Mukherjee SK, Asanuma S. Possible role of cellular phosphate pool and subsequent accumulation of inorganic phosphate onthe aluminum tolerance in Bradyrhizobium japonicum. Soil Biol Biochem. 1998 Oct;30(12):1511-16.
Pettersson A, Kunst L, Bergman B, Roomans GM. La acumulación de aluminio por Anabaena cylindrica en gránulos de polifosfato y paredes de célula: un estudio de microanálisis de energía dispersiva de rayos X. J Gen Microbiol. 1985;131:2545-48.
Rogers NJ, Carson KC, Glenn AR, Dilworth MJ, Hughes MN, Poole RK. Alleviation of aluminum toxicity to Rhizobium leguminosarum bv. viciae by the hydroxamate siderophore vicibactin. Biometals. 2001 Mar;14(1):59-66.