结构生物化学/金属
金属离子在生物系统中起着重要的作用，特别是当该离子具有空的或半满的d轨道时。它们可以对代谢过程产生积极和消极的影响。大多数金属对接受电子和形成键具有很强的亲和力。因此，许多蛋白质折叠成一个结构，并与金属键合以形成一个功能（例如，血红蛋白）。在铁的帮助下，血红蛋白运输双氧O2。此外，铁（Mg2+）在核糖核苷酸还原酶形成脱氧核苷酸中起着至关重要的作用。铁在其配合物中通过从一个状态转移一个电子到另一个状态，在两个氧化态之间转换，例如亚铁（Fe2+）和铁（Fe3+）。通过铁两种状态之间的一个电子转移过程并将其储存起来，生物体能够在有氧环境中生存；然而，它们应该保持这种形式的铁的溶解性和可使用性，以防止不受控制的氧化还原化学的发生。
有两种重要的蛋白质帮助生物体执行这些活动
a. 转铁蛋白：铁转运蛋白
b. 铁蛋白：铁储存蛋白。
微量金属离子在生物化学系统中很重要。超过三分之一的酶需要添加金属离子或包含一个结合的金属离子。含有金属辅因子的蛋白质被称为金属蛋白[1]。金属离子具有一些增强化学活性的特性：正电荷，形成动力学上有利的强键的能力，以及在某些情况下它们在多个氧化态下保持稳定的能力。
许多酶需要金属离子才能发挥催化活性。碳酸酐酶是第一个已知的含有锌的酶，但自那时以来，人们已经发现了数百种。在发现碳酸酐酶几年后，科学家们发现这种酶不仅包含一个结合的锌离子，而且该离子对于催化活性是必需的。有关金属辅因子的更多信息，请参见金属离子催化。
较不常见的微量金属包括铬、镍和钒。其他离子通常对生物体有毒，例如钡、铍、镉、铅、砷、硒、铝、铊和锡。[2] 某些金属的缺乏，例如锌 (II)，已被证明会导致生长缓慢、代谢受损和发育迟缓（Ashley & Ridgway, 1970）。
细菌与任何生物一样，已经进化并学会找到自己的生态位。人们已经发现了一些细菌可能利用金属离子来获取能量。这种细菌或微生物被称为地杆菌属。它可以做的是氧化有机物质，并利用它与金属离子的还原相偶联。
该物种的第一个发现于 1987 年的波托马克河，距离美国首都华盛顿特区非常近。这是第一个发现的能够将有机化合物氧化成二氧化碳的微生物，铁氧化物 (Fe(III)) 作为其电子受体。这种电子受体存在于细菌结构中的菌毛上。这为菌毛的作用增加了一个新的视角，因为之前人们认为它只用于性交配、锚定到特定生态位以及颤动运动。这表明金属曾经被认为不可能被任何生物体利用，现在已知可以被细菌利用。
生物修复
什么是生物修复？它被定义为利用微生物来帮助清理环境或将受污染的环境恢复到以前的状态。
由于地杆菌属的这种独特特性，人们一直在研究利用地杆菌属来帮助改善环境。例如，地杆菌属可以将污水中存在的石油污染物通过氧化过程转化为无害的二氧化碳。由于它们的特殊特性，地杆菌属能够加速水中和其他地方污染物的分解。此外，它可以用来去除地下水中的放射性金属。
地杆菌属不仅可以用于生物修复，还可以通过将有机产品转化为电能来用作燃料电池。这是由于它们将电子转移到电极表面的特性。
1. 马萨诸塞大学阿默斯特分校的地杆菌属项目。 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。生物无机化学：结构与反应性。2007 年。