Ацидофилы (от  — кислый +  — люблю) — тип экстремофилов, организмы, обитающие в условиях высокой кислотности. (В этом отличие от нейтрофилов и алкалофилов .) Некоторые жгутиковые и коловратки могут развиваться в массовых количествах в сфагновых болотах при рН воды до 3,8 и при этом не встречаются в нейтральных и щелочных водоёмах. Типичными ацидофилами являются десмидиевые водоросли, обитающие преимущественно в болотах. Ацидофилию следует отличать от ацидотолерантности . Организмы, способные жить в среде с низкими значениями pH, даже если они этого не предпочитают, называются ацидотолерантными. Поэтому оптимум pH для их роста выше.

Противоположностью ацидофилии является ацидофобия . Ацидофильные организмы Некоторые одноклеточные эукариоты могут жить при уровне pH ниже 1, это касается некоторых грибов, таких как Acontium cylatium , Cephalosporium sp. и Trichosporon cerebriae . Красные водоросли Cyanidium Caldarium живут при pH ниже 1.

Виды архей являются наиболее крайними ацидофилами. Для сульфобусов оптимальное значение pH близко к 2. Виды «Thermoplasma» или «Picrophilus» выживают в водах с pH, близким к нулю. Picrophilus oshimae и Pirophilus torridus были выделены в сольфатаре, характеризующейся чрезвычайно кислым рН. Оптимальный pH среды для этих бактерий составляет 0,7. Ferroplasma acidarmanus может расти при нулевом pH. Цианобактерии, (называемые «сине-зелеными водорослями»), могут колонизировать гиперкислотную среду (рН 0), например, кислые озера вулканов . Большинство ацидофильных микроорганизмов живут в средах, содержащих серу или ее соединения, таких как геотермальные среды, горячие источники, содержащие серу. Он также содержится в уксусе, лимонном соке или желудочных жидкостях . Мох сфагнум поддерживает кислотность окружающей среды, перекачивая в нее ионы щелочи. Рыбы не выживают при pH ниже 5. Высшие растения и насекомые не переносят значения рН ниже 2-3,78. Самый экстремальный известный ацидофил — этогетеротрофный археон Picrophilus, который имеет оптимум роста pH ~0,7. Известны два вида Picrophilus, P. oshimae и P. torridus. К другим экстремальным ацидофилам относятся: Ferroplasma acidarmanus : архея, способная выживать при pH до 0. Она связана с кислотными шахтными стоками со старых участков добычи в Айрон-Маунтин, Калифорния. Cyanidium caldarium : красная водоросль, которая может жить при pH ниже 1 и является самой устойчивой к теплу и кислоте водорослью из известных. Растет в Йеллоустонском национальном парке. Dunaliella acidophila : зеленая водоросль, способная жить при pH ниже 1. Acontium cylatium, Cephalosporium sp. и Trichosporon cerebriae : грибки, растущие при pH около 0. +Некоторые значения pH Вещество pH Цвет индикатора Геотермальная вода у вулкана Даллол ≈0 Электролит в свинцовых аккумуляторах <1,0 Желудочный сок 1,0–2,0 Лимонный сок (5%-й раствор лимонной кислоты) 2,0±0,3 Пищевой уксус 2,4 Яблочный сок 3,0 Кока-кола 3,0±0,3 Кофе 5,0 Чай, шампунь, кожа здорового человека 5,5 Кислотный дождь, моча <5,6 Питьевая вода 6,5–8,5 Молоко 6,6–6,93 Слюна 6,8–7,4 Чистая вода при 25 °C 7,0 Кровь 7,36–7,44 Морская вода 8,0 Мыло (жировое) для рук 9,0–10,0 Нашатырный спирт 11,5 Отбеливатель (хлорная известь) 12,5 Концентрированные растворы щелочей >13

Адаптивные механизмы Большинство ацидофильных организмов выработали чрезвычайно эффективные механизмы для откачки протонов из внутриклеточного пространства , чтобы поддерживать цитоплазму на уровне или близком к нейтральному pH. Поэтому внутриклеточным белкам не нужно развивать кислотную устойчивость в ходе эволюции. Однако другие ацидофилы, такие как Acetobacter aceti , имеют подкисленную цитоплазму, которая заставляет почти все белки в геноме развивать кислотную устойчивость. [ 8 ] По этой причине Acetobacter aceti стал ценным ресурсом для понимания механизмов, с помощью которых белки могут достигать кислотной устойчивости.

Исследования белков, адаптированных к низкому pH, выявили несколько общих механизмов, с помощью которых белки могут достигать кислотной стабильности. В большинстве кислотоустойчивых белков (таких как пепсин и белок soxF из Sulfolobus acidocaldarius ) наблюдается избыточное количество кислотных остатков, что минимизирует дестабилизацию при низком pH, вызванную накоплением положительного заряда. Другие механизмы включают минимизацию доступности растворителя для кислотных остатков или связывание металлических кофакторов. В особом случае кислотной стабильности было показано, что белок NAPase из Nocardiopsis alba переместил кислоточувствительные солевые мостики из областей, которые играют важную роль в процессе развертывания. В этом случае кинетической кислотной стабильности долговечность белка достигается в широком диапазоне pH, как кислых, так и основных.

Исследования показали, как структурные белки ацидофильных микроорганизмов адаптировались к этим экстремальным условиям, интегрируя кислотные остатки в свою конформацию, сводя таким образом к минимуму эффект низкого pH.

Бактерии К ацидофильным бактериям относятся уксуснокислые и молочнокислые бактерии.

Archaea Sulfolobales Thermoplasmatales Acidianus brierleyi, Acidianus infernus — термоацидофилы, факультативные анаэробы Metallosphaera sedula — термоацидофилы Bacteria Acidobacterium Acidithiobacillales Thiobacillus prosperus, Thiobacillus acidophilus, Thiobacillus organovorus, Thiobacillus cuprinus Acetobacter aceti

Ацидофильные растения Ацидофильные растения или ацидофиты — растения, произрастающие на кислых почвах. Растения, обитающие на наиболее кислых субстратах (рН 3,5—4,5), являются представителями флоры сфагновых болот: клюква, багульник, сфагновые мхи. На сильно кислых почвах могут расти вереск, белоус, щучка извилистая, щавелек малый. На среднекислых и слабокислых почвах (рН 4,5—6,5) произрастают полевица собачья, щучка дернистая, погремок большой.

Техническое значение В биотехнологии ацидофильные микроорганизмы , такие как Б. Молочнокислые и уксуснокислые бактерии используются для производства органических кислот и пищевых продуктов, а также для консервирования продуктов питания и кормов и для извлечения металлов из руд путем выщелачивания .

Применение в биогидрометаллургии Основанные на активности ацидофильных железо- и сероокисляющих микроорганизмов, таких как Acidithiobacillus ferrooxidans (известные с 1950-х годов), Leptospirillum ferrooxidans и археи рода Ferroplasma, биогидрометаллургические технологии обеспечивают окисление сульфидных минералов в кислой среде (pH 1,2–2,0) для переработки руд цветных металлов, урана и упорных золотосодержащих концентратов. В промышленности широко применяются методы кучного и реакторного выщелачивания, примером чего служит эксплуатация установки биоокисления компанией «Полюс» на месторождении Олимпиада с 2001 года, где сквозное извлечение золота стабилизировалось на уровне 83–84 %. На долю данных биотехнологических процессов приходится более 25 % мирового производства меди, а их использование позволяет повысить извлечение металлов из труднообогатимого сырья с 60 до 90 % при одновременном снижении энергозатрат до 25 %.

литература Лексикон биологии. 1-й том, Spektrum Akademischer Verlag, Гейдельберг, 2004. ISBN 3-8274-0326-X Таунсенд, Чехия; Харпер, Дж.Л. и Бегон, М.Э.: Экология. Springer-Verlag, Берлин, Гейдельберг, 2003. ISBN 3-540-00674-5. См. также Ацидофиты Экстремофилы

Примечания