嗜盐菌的盐适应机理

嗜盐菌（Halophiles）又称作副溶血性弧菌是生活在高盐度环境中的一类古细菌。

嗜盐菌的盐适应机理

/嗜盐菌的Na+ 依存性嗜盐菌/要在高盐环境下生存， Na+ 对维持细胞膜、细胞壁构造和功能有特别重要的作用。Na+ 与细胞膜成分发生特异作用而增强了膜的机械强度，有利于维持细胞膜的构造，对阻止嗜盐菌的溶菌起着重要作用。在细胞膜的功能方面，嗜盐菌中氨基酸和糖的能动运输系统内必需有Na+ 存在，而且Na+ 作为产能的呼吸反应中一个必需因子起着作用。实验证明，对于氨基酸的吸收是间接地通过光来驱动，一种氨基酸- Na+ 泵运输系统用于运载氨基酸。Na+ 被束缚在嗜盐菌细胞壁的外表面，起着维持细胞完整性的重要作用。嗜盐杆菌的细胞壁以糖蛋白替代传统的肽聚糖，这种糖蛋白含有高量酸性的氨基酸（如天门冬氨酸和谷氨酸），形成负电荷区域，吸引带正电荷的Na+ ，维持细胞壁稳定性，防止细胞被裂解。过量的酸性氨基酸残基在蛋白表面形成负电屏蔽，促进蛋白在高盐环境中的稳定。

/嗜盐菌中酶的盐适应特性嗜盐酶只有在高盐浓度下才具有活性，盐去除后，嗜盐酶失活，嗜盐酶在低盐浓度下（1.0mol/L的NaCl和ＫCl条件下）大多数变性失活，将盐再缓慢加回，发现可恢复酶活性。根据嗜盐酶与盐的依存关系可分为三类:第1类为不加盐时，酶活性最高，加盐就受抑制。在这类嗜盐菌中可能存在某种保护机制，高浓度的K+可作为保护因子对盐抑制而起着作用。第2类为不加盐时有一定活性，加盐时酶活力进一步增强，最适盐浓度低于细胞内离子浓度，过高浓度的盐会使酶活性受抑制，第3类酶为不加盐时几乎不显示活性，由于盐的作用使酶强烈的活性化。

/嗜盐菌质膜、色素及质子泵（H+泵）作用嗜盐菌具有异常的膜。嗜盐菌细胞膜外有一个亚基呈六角形排列的Ｓ单层，这个所谓的Ｓ单层由磺化的糖蛋白组成，由于磺酸基团的存在使Ｓ层呈负电性，因此使组成亚基的糖蛋白得到屏蔽，在高盐环境中保持稳定。

限制通气，即低氧压或厌氧情况下光照培养，极端嗜盐菌产生红紫色菌体，这种菌体的细胞膜上，有紫膜膜片组织，约占全膜的50%，由25%的脂类和75%的蛋白质组成。现已发现四种不同功能的特殊的色素蛋白视黄醛蛋白，即细胞视紫红质（bR）、氯视紫红质（hR）、感光视紫红质I（SRI）及感光视紫红II（SRII），对盐生盐杆菌/的bR研究最透彻，由三个bR分子构成的三聚体可在细胞膜上形成一个刚性的二维六边形的稳定特征结构，即紫膜。紫膜中含有的菌视紫素或称视紫红质，是由菌视蛋白与类胡萝卜素类的色素以1∶1结合组成的。嗜盐菌的菌视紫素可强烈吸收570nm处的绿色光谱区，菌视紫素的视觉色基（发色团）通常以一种全反式结构存在于膜内侧，它可被激发并随着光吸收暂时转换成顺式状态，这种转型作用的结果使H+质子经转移到膜的外面，随着菌视紫素分子的松弛和黑暗时吸收细胞质中的质子，顺式状态又转换成更为稳定的全反式异构体，再次的光吸收又被激发，转移H+，如此循环，形成质膜上的H+质子梯度差，即质子泵（H+泵），产生电化势，菌体利用这种电化势在ATP酶的催化下，进行ATP的合成，为菌体贮备生命活动所需要的能量。

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上海易利生物科技有限公司

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