科學家揭開一種細菌能「製造黃金」的機制

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科學家揭開一種細菌能「製造黃金」的機制



箭頭標示處為耐金屬貪銅菌所產出的金塊（圖：American Society for Microbiology）

科學家於 2009 年發現一種稱為耐金屬貪銅菌（ Cupriavidus metallidurans ）的細菌，能夠在佈滿具生物毒性的重金屬土壤中生存，而且，還能吸收土壤中的重金屬，然後排出砂金，猶如懂得「煉金術」一般。而日前，德國哈雷-維騰貝格大學（ Martin Luther University Halle-Wittenberg ）的研究團隊，揭示了此細菌煉金術背後的機制。

耐金屬貪銅菌

此種細菌為了避免競爭者，生存在含有有毒重金屬的環境中。而就如論文作者之一，迪特里斯·尼斯（ Dietrich H. Neis ）所說：「如果生命選擇在這種環境生存，其必須演化出能夠抵禦有毒物質的機制。」研究團隊發現，砂金是此細菌面對重金屬的抵禦機制中的副產品。

氧化酶

銅元素為此種細菌所需的金屬元素，但在吸收的同時會將含金化合物帶入細菌體內。當這兩種重金屬在細胞內累積過多時，會對細菌本身造成傷害，所以貪銅菌具有一種稱為 CupA 的酶（ Cu-efflux pump ）負責將具毒性的一價銅移出細胞。但餘下的一價及三價金會阻礙此 CupA 的運作，因此貪銅菌亦演化出一種稱為 CopA 的銅氧化酶（ periplasmic Cu(I)-oxidase ），將三價金經一價金還原回金原子，排出體外，在細菌周遭留下砂金。

未來應用

此研究結果除了讓科學家進一步了解黃金在生物地球化學（ biogeochemical ）中的循環方式，也提供了一種方法，有望成為新的黃金提煉方式，避免現今氰化法及電解法所造成的環境污染。此研究的結果已發表於 Metallomics  期刊上。

明日科學