結構生物化學/金屬
金屬離子在生物系統中起著重要的作用，特別是當該離子具有空的或半滿的d軌道時。它們可以對代謝過程產生積極和消極的影響。大多數金屬對接受電子和形成鍵具有很強的親和力。因此，許多蛋白質摺疊成一個結構，並與金屬鍵合以形成一個功能（例如，血紅蛋白）。在鐵的幫助下，血紅蛋白運輸雙氧O2。此外，鐵（Mg2+）在核糖核苷酸還原酶形成脫氧核苷酸中起著至關重要的作用。鐵在其配合物中透過從一個狀態轉移一個電子到另一個狀態，在兩個氧化態之間轉換，例如亞鐵（Fe2+）和鐵（Fe3+）。透過鐵兩種狀態之間的一個電子轉移過程並將其儲存起來，生物體能夠在有氧環境中生存；然而，它們應該保持這種形式的鐵的溶解性和可使用性，以防止不受控制的氧化還原化學的發生。
有兩種重要的蛋白質幫助生物體執行這些活動
a. 轉鐵蛋白：鐵轉運蛋白
b. 鐵蛋白：鐵儲存蛋白。
微量金屬離子在生物化學系統中很重要。超過三分之一的酶需要新增金屬離子或包含一個結合的金屬離子。含有金屬輔因子的蛋白質被稱為金屬蛋白[1]。金屬離子具有一些增強化學活性的特性：正電荷，形成動力學上有利的強鍵的能力，以及在某些情況下它們在多個氧化態下保持穩定的能力。
許多酶需要金屬離子才能發揮催化活性。碳酸酐酶是第一個已知的含有鋅的酶，但自那時以來，人們已經發現了數百種。在發現碳酸酐酶幾年後，科學家們發現這種酶不僅包含一個結合的鋅離子，而且該離子對於催化活性是必需的。有關金屬輔因子的更多資訊，請參見金屬離子催化。
較不常見的微量金屬包括鉻、鎳和釩。其他離子通常對生物體有毒，例如鋇、鈹、鎘、鉛、砷、硒、鋁、鉈和錫。[2] 某些金屬的缺乏，例如鋅 (II)，已被證明會導致生長緩慢、代謝受損和發育遲緩（Ashley & Ridgway, 1970）。
細菌與任何生物一樣，已經進化並學會找到自己的生態位。人們已經發現了一些細菌可能利用金屬離子來獲取能量。這種細菌或微生物被稱為地桿菌屬。它可以做的是氧化有機物質，並利用它與金屬離子的還原相偶聯。
該物種的第一個發現於 1987 年的波托馬克河，距離美國首都華盛頓特區非常近。這是第一個發現的能夠將有機化合物氧化成二氧化碳的微生物，鐵氧化物 (Fe(III)) 作為其電子受體。這種電子受體存在於細菌結構中的菌毛上。這為菌毛的作用增加了一個新的視角，因為之前人們認為它只用於性交配、錨定到特定生態位以及顫動運動。這表明金屬曾經被認為不可能被任何生物體利用，現在已知可以被細菌利用。
生物修復
什麼是生物修復？它被定義為利用微生物來幫助清理環境或將受汙染的環境恢復到以前的狀態。
由於地桿菌屬的這種獨特特性，人們一直在研究利用地桿菌屬來幫助改善環境。例如，地桿菌屬可以將汙水中存在的石油汙染物透過氧化過程轉化為無害的二氧化碳。由於它們的特殊特性，地桿菌屬能夠加速水中和其他地方汙染物的分解。此外，它可以用來去除地下水中的放射性金屬。
地桿菌屬不僅可以用於生物修復，還可以透過將有機產品轉化為電能來用作燃料電池。這是由於它們將電子轉移到電極表面的特性。
1. 馬薩諸塞大學阿默斯特分校的地桿菌屬專案。 2009 年。2009 年 10 月 17 日。<http://geobacter.org>
2. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=genomeprj&cmd=ShowDetailView&TermToSearch=192> 3. Bertin, Ivano。生物無機化學：結構與反應性。2007 年。