铁体小室通过空间隔离将一种具有氧化还原活性的磷酸亚铁生物矿物与细胞质中的活性氧化学反应分开

铁储小体（ferrosome）是近期发现的一类由脂质包裹的细菌细胞器，其以磷酸铁生物矿物的形式储存铁；然而，铁储小体中储存铁的化学本质及其生理后果仍知之甚少。在本研究中，我们结合X射线吸收光谱（XAS）、电子显微镜、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和生理学分析，对艰难梭菌（Clostridioides difficile）中的铁储小体铁进行了表征。对分离铁储小体的XAS分析显示，其中含有一种无定形的磷酸铁生物矿物，包含混合价态的Fe(II)/Fe(III)，这与有氧分离过程中发生部分氧化相一致。相比之下，对完整厌氧维持细胞进行的全细胞XAS分析表明，铁储小体主要含有一种结构无序的亚铁磷酸盐生物矿物，其局部Fe-O-P配位特征与蓝铁矿（vivianite）相似。在暴露于空气后，这种亚铁生物矿物迅速氧化为类似磷酸铁的状态，揭示出一种对氧高度敏感的铁储存相。尽管铁储小体中含有丰富的具有氧化还原活性的Fe(II)，其中储存的铁对胞质中不稳定铁库的贡献却极小。与这一观察结果一致，分离的铁储小体几乎不表现出活性氧（ROS）生成活性，而与铁储小体缺陷对照相比，铁储小体过量生成细胞对氧、过氧化物或百草枯胁迫的敏感性也未显示出显著增加。综上，这些结果确立了铁储小体作为铁储存细胞器的作用：其通过将具有氧化还原活性的Fe(II)封存于矿化的亚铁磷酸盐相中，限制其参与胞质中的ROS化学反应，并为反应性铁的安全储存提供了一种机制。

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🏷️ 铁储小体 艰难梭菌 亚铁磷酸盐生物矿物 铁稳态 活性氧隔离