综述：海洋微生物产生的铁载体（Siderophores）

本综述系统梳理了海洋微生物铁载体（Siderophores）的结构多样性、生物合成机制及潜在应用价值。重点阐述了其与陆地来源铁载体的差异（如两亲性特征），分类归纳了105种已报道的海洋铁载体（包括羟肟酸盐、儿茶酚酸盐等5类），并探讨了其在医学、鱼类病害防控（如抗菌剂开发）、生物修复及生物传感器等领域的应用前景。

　　

海洋微生物铁载体的独特世界

在铁限制的海洋环境中，微生物进化出高效获取铁的策略——分泌铁载体（Siderophores）。这些低分子量化合物通过强效螯合溶解性极低的三价铁（Fe³⁺
），成为海洋微生物生存的关键代谢武器。

结构与分类的海洋特色

截至2024年，已鉴定105种海洋微生物铁载体，其结构显著区别于陆地同类。按功能基团可分为五大类：

1. 羟肟酸盐型（Hydroxamates）：占比最高，如交替单胞菌（Alteromonas）产生的amphiphilic siderophores；
2. 儿茶酚酸盐型（Catecholates）：弧菌属（Vibrio）的vibrioferrin为代表；
3. 羧酸盐型（Carboxylates）：多见于深海放线菌；
4. 混合型：兼具多种配体结构；
5. 其他类型：如光敏性铁载体。

独特的两亲性（amphiphilicity）是海洋铁载体的标志特征，其分子中同时存在亲水基团（如-OH）和疏水链（如脂肪酸），这种结构使其在海水-细胞膜界面具有更高传输效率。

生物合成与生态分布

57株产铁载体微生物中，54株为细菌（覆盖5门19科23属），3株为真菌（2门3科3属）。这些菌株主要分离自不同深度的海水，部分来自深海沉积物或共生体系。值得注意的是，某些海洋放线菌能同时合成多类铁载体，暗示其基因簇的进化可塑性。

应用潜力爆发

1. 医学领域：铁载体-抗生素偶联物（如“特洛伊木马”策略）可突破病原菌耐药屏障；
2. 水产养殖：针对鱼类病原弧菌的铁载体抑制剂已进入实验阶段；
3. 环境修复：两亲性结构使其对石油污染海域的铁调控更高效；
4. 生物传感器：利用铁载体-铁结合的光学特性开发重金属检测工具。

海洋铁载体研究仍处于爆发期，其结构多样性远未完全揭示。未来通过宏基因组挖掘和合成生物学改造，这类“海洋分子特工”的应用边界将持续拓展。