铁细菌是一种利用分子态氧将二价铁离子氧化为三价铁离子,利用其能量固定二氧化碳的化能自养细菌。很早已知道加氏铁柄杆菌属(Gallionella)、纤毛菌属(Leptothrix)、鞘铁细菌属(Sideroc-apsa)等细菌的菌体周围积聚着大量的氢氧化铁而受到注意,但认为有固定二氧化碳能力的仅加氏铁柄杆菌属。同时这些菌在中性至偏碱性条件下生长时,对二价铁离子无生物氧化能力,因而未进行代谢理论的研究。Thiobacillus(Ferrobacillus)ferrooxid-ans为1954年发表的铁细菌,在酸性条件下可氧化二价铁和固定二氧化碳。该菌也可利用硫和无机硫化物。生长的最适pH为2.5-4.0左右。氧化铁离子时,必须要求硫酸,其反应为:
4FeSO4 O2 2H2SO4→2Fe2(SO4)3 2H2O
电子传递系统为细胞色素a,b,c,c1等。二价铁离子由细胞色素c还原酶还原细胞色素c而生成三价铁离子。在电子传递系统中生成ATP,由ATP电子逆流还原NAD进行二氧化碳的还原。