El hierro es esencial para casi todos los organismos vivos, ya que está involucrado en una amplia variedad de procesos metabólicos importantes. Sin embargo, el hierro no siempre está fácilmente disponible; por lo tanto, los microorganismos utilizan varios sistemas de absorción de hierro para asegurar suministros suficientes de su entorno. Hay una variación considerable en la gama de transportadores de hierro y fuentes de hierro utilizados por diferentes especies microbianas. Los patógenos, en particular, requieren mecanismos eficientes de adquisición de hierro que les permitan competir con éxito por el hierro en el entorno altamente restringido de hierro de los tejidos y fluidos corporales del huésped.

Los sideróforos son pequeños compuestos quelantes de hierro de alta afinidad secretados por microorganismos como bacterias, hongos y hierbas. Los sideróforos se encuentran entre los aglutinantes solubles de Fe3+ más fuertes conocidos. El hierro es esencial para casi toda la vida, debido a su papel vital en procesos como la respiración y la síntesis de ADN. Sin embargo, a pesar de ser uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre, la biodisponibilidad del hierro en muchos entornos, como el suelo o el mar, está limitada por la muy baja solubilidad del ion Fe3+. Este estado iónico es el predominante del hierro en ambientes acuosos, no ácidos y oxigenados, y se acumula en fases minerales comunes, como óxidos e hidróxidos de hierro (los minerales responsables de los colores rojos y amarillos del suelo). Por lo tanto, no puede ser fácilmente utilizado por los organismos. Los microbios liberan sideróforos para extraer hierro de estas fases minerales mediante la formación de complejos Fe3+solubles que pueden ser absorbidos por mecanismos de transporte activos. Muchos sideróforos son péptidos no ribosómicos, aunque varios se biosintetizan de forma independiente.

Los sideróforos se encuentran entre los aglutinantes más fuertes de Fe3+ conocidos, siendo la enterobactina uno de los más fuertes de estos. Debido a esta propiedad, han atraído el interés de la ciencia médica en la terapia de quelación de metales, con el sideróforo desferrioxamina B ganando un uso generalizado en tratamientos para el envenenamiento por hierro y la talasemia.

El hierro está estrechamente unido a proteínas como la hemoglobina, la transferrina, la lactoferrina y la ferritina. Hay grandes presiones evolutivas sobre las bacterias patógenas para obtener este metal. Por ejemplo, el agente patógeno del ántrax, el bacilo antraci, libera a dos sideróforos, la bacilibactina y la petrobactina, para eliminar el hierro férrico de las proteínas de hierro. Mientras que se ha demostrado que la bacilibactina se une a la proteína siderocalina del sistema inmunitario, se supone que la petrobactina evade el sistema inmunitario y se ha demostrado que es importante para la virulencia en ratones.

Además de los sideróforos, algunas bacterias patógenas producen hemóforos ( proteínas eliminadoras de la unión de hemo) o tienen receptores que se unen directamente a las proteínas de hierro/hemo. En los eucariotas, otras estrategias para mejorar la solubilidad y la absorción de hierro son la acidificación del entorno (por ejemplo, utilizado por las raíces de las plantas) o la reducción extracelular de Fe3+ en iones Fe2+ más solubles.

Los sideróforos generalmente forman un complejo octaédrico hexadentado estable con Fe3+en comparación con otros iones metálicos abundantes de origen natural, aunque si hay menos de seis átomos donantes, el agua también puede coordinarse. Los sideróforos más efectivos son aquellos que tienen tres ligandos bidentados por molécula, formando un complejo hexadentado y causando un cambio entrópico más pequeño que el causado por quelar un solo ion férrico con ligandos separados.

Los sideróforos generalmente se clasifican por los ligandos utilizados para quelar el hierro férrico. Los grupos principales de sideróforos incluyen los catecolatos (fenolatos), hidroxamatos y carboxilatos (por ejemplo, derivados del ácido cítrico). El ácido cítrico también puede actuar como un sideróforo. La gran variedad de sideróforos puede deberse a presiones evolutivas sobre los microbios para producir sideróforos estructuralmente diferentes, que no pueden ser transportados por los sistemas de transporte activos específicos de otros microbios, o en el caso de patógenos desactivados por el organismo huésped.