你知道嗜热菌为什么能在高温下存活吗?
嗜热菌为什么在高温下仍然能够不失活性并进行正常生长呢?
目前的研究工作认为有如下几方面的原因:
(1)类脂的敏感作用
嗜热菌细胞质膜的化学成分,随环境温度的升高不仅类脂总含量增加,而且细胞中的高熔点饱和脂肪酸也增加,即长链饱和脂肪酸增加,不饱和脂肪酸减少。脂肪酸熔点的高低和热稳定性呈如下顺序:直链饱和脂肪酸>带支链饱和脂肪酸>不饱和脂肪酸。
另外,饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸能形成更多的疏水键,从而进一步增加膜的稳定性。
众所周知,细胞膜由双层类脂构成,但古细菌中嗜热菌其双层类脂进行了共价交联,成为两面都是水基的单层脂(如图①所示),并且保持了完整的疏水层,这种结沟,极大地增强了其耐热性。
(2)重要代谢产物的迅速再合成
嗜热菌中tRNA的周转率大于中温菌的周转率;并且,其DNA中的G-C含量高于中温菌的G-C含量。一般中温菌的G-C含量为44.9mol%,而嗜热芽饱杆菌DNA中的G-C含量为53.2mol%。G-C含量越高,DNA分子的解链温度也越高。嗜热菌在高温下不但热稳定性高,而且代谢快,其速率等于或大于热不稳定代谢物的转化,因此,重要代谢产物能够迅速再合成。
(3)蛋白质的热稳定性
目前科学家已从嗜热菌中分离出多种蛋白质,其中包括许多重要的酶类,它们的热稳定性高于中温型细菌的类似蛋白,而且,在细胞内生活状况下二这种差别更加明显。也就是说嗜热菌蛋白质的热稳定性取决于两个方面:一方面,其蛋白质的天然结构更加稳定;另一方面,嗜热菌细胞内存在着促进热稳定性的因素。买验证明,蛋白质一级结构中个别氨基酸的改变,就可导致其热稳定性的改变。嗜热菌蛋白质天然结构的稳定性,可能就是由于其中个别氨基酸的细微改变而引起的,至于究竟有哪些改变,还有待科学家的进一步研究。
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