细菌视紫红质中质子泵出的分子机理

细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin,或bR)是盐生嗜盐菌(Halobacterium salinarium)等细菌的跨膜蛋白质,其色基视黄醛的光致异构化作用触发细菌视紫红质的一系列结构变化,把质子从细胞质泵到细胞外空间。对细菌视紫红质中质子泵出分子机理进行了描述。     

极端嗜盐菌的特性及其应用前景

主要介绍极端嗜盐菌的嗜盐机理、细菌视紫红质(bR)和嗜盐菌素的研究进展,然后对其在环境生物治理、生物电子和医药工业等领域的应用研究进行总结和展望。     

温度和pH对嗜盐菌紫膜吸收和圆二色谱的作用

嗜盐菌紫膜可见光区域的圓二色谱由二部分重迭组成,一部分是较宽的正带,它来自细菌视紫红质分子内视黄醛和菌蛋白之间相互作用,另一部分是由对称的正带、负带组成的激子带,它来自膜内相邻细菌视紫红质分子生色团的相互作用。因此,紫膜的圓二色谱可反映膜上蛋白的晶体结构和构象变化,被认为是研究嗜盐菌紫膜结构变化的一种天然探针。本文用圆二色谱和吸收谱观察了温度和pH对光适应紫膜结构的影响。     

嗜盐细菌

在讨论嗜盐菌之前,首先应该明确哪一类细菌为嗜盐菌。根据Kushner山等人的意见,把细菌与盐的关系列表1。玻1不同的.生物对盐(N.CI)的反应 分类非咯盐菌 f弱嗜盐菌生长最适NaCI浓度代表菌”·2M以下}常见细菌。.2一。.SMI海洋细菌咐盐菌中度嗜盐菌}0·,一’·’M}M‘cro‘o“二‘五“‘“”‘u‘_极端嗜盐菌12。,一5.2MIH‘oba‘,‘r,“脚sal,月ar.“娜树盐菌StaPhylo‘occ二:a二r。,s 表中把生长在0.2一5.2 M NaCI浓度中钓细菌统称为嗜盐菌。在微生物学范畴内。xtremly haloPhilie bacteria或haloPhilie七aeteri。或balobaeteria…     

连云港台北和盐城三圩盐田土壤嗜盐菌多样性研究

盐田土壤嗜盐微生物对盐田生态系统的良性循环和盐的生产至关重要.本文对江苏连云港台北盐田土壤和盐城三圩盐田土壤的嗜盐细菌和古菌的多样性进行了研究,结果表明两地盐土嗜盐细菌和古菌的分布具有相似性和独特性.采用培养法从两地盐土中共分离到17株嗜盐细菌,其中Halomonas为两地盐土共有的嗜盐细菌,而Halobacillus和Pontibacillus仅在三圩盐土中发现.通过非培养的16S rDNA基因文库法从两地盐土中发现了13种嗜盐古菌,台北盐土有Halobacterium和Haloplanus,三圩盐土有Halobacterium, Natronobacterium, Halogeometricum和Haloarcula. 10个嗜盐古菌的16S rDNA和GenBank已知序列的同源性为92%～97%.可能为这些属中的新该研究为盐田环境嗜盐微生物资源的开发和利用奠定了基础.     

连云港台北和盐城三圩盐田土壤嗜盐菌多样性研究

盐田土壤嗜盐微生物对盐田生态系统的良性循环和盐的生产至关重要。本文对江苏连云港台北盐田土壤和盐城三圩盐田土壤的嗜盐细菌和古菌的多样性进行了研究, 结果表明两地盐土嗜盐细菌和古菌的分布具有相似性和独特性。采用培养法从两地盐土中共分离到17株嗜盐细菌, 其中Halomonas为两地盐土共有的嗜盐细菌, 而Halobacillus和Pontibacillus仅在三圩盐土中发现。通过非培养的16S rDNA 基因文库法从两地盐土中发现了13种嗜盐古菌, 台北盐土有Halobacterium 和 Haloplanus, 三圩盐土有Halobacterium, Natronobacterium, Halogeometricum 和 Haloarcula。10个嗜盐古菌的16S rDNA和GenBank已知序列的同源性为92%~97%, 可能为这些属中的新种。该研究为盐田环境嗜盐微生物资源的开发和利用奠定了基础。     

嗜盐微生物

高盐环境通常是指那些盐浓度高于海水的环境．在这些环境中能够生存的微生物可划分为三类：一“类是能耐受一定浓度的盐溶液,但在无盐存在条件下生长最好的菌称为耐盐菌．第二类是一定浓度的盐为菌体生长所必需,且在一定浓度的盐溶液中生长最好,称为嗜盐菌．在盐浓度从零至饱和的盐溶液中均能生长,在一定浓度的盐溶液中生长最好的特殊类群称为多能盐生苗。依据嗜盐浓度的不同,嗜盐菌又可分为轻度嗜盐菌（最适盐浓度0．2—0．smol／L）、中度嗜盐菌（最适盐浓度0．5—2．omol／L）和极端嗜盐菌（最适盐浓度＞3mol／U,其中部分极端嗜…     

新疆艾丁湖及邻近地区嗜盐菌和耐盐菌的数量分布

以盐（NaCI）为限制性生物因子,对艾丁湖地区原核生物的分布状态进行调查,从距艾丁湖中心1．5km处出发,定距离,分季节取土样及水样（共取样20个）。对样品菌群数量统计表明,在湖水中,春秋两嗜盐菌的数量高于耐盐菌。冬季湖水温度大大降低,盐结晶沉淀,湖水中的盐浓度降低,使得湖水中的耐盐菌的数量高于嗜盐菌的数量。土壤中的有要物比湖水中的丰富,温度也较稳定,因而耐盐菌的数量高于嗜盐菌的数量。距湖岩越远,土壤中对盐依赖性强的细菌越少,反之对盐依赖性弱的菌越多。由样品中分离得到细菌173株,放线菌12株,以不同浓度NaCI为唯一生长限制因子对所分离到的细菌进行生理生化实验,获得嗜盐菌61株,其中除3株可视为新种外（新种的鉴定将另外报告）,其它均为嗜盐菌的已知产生菌种,现仅报道艾丁湖及邻近地区以盐为限制因子的原核微生物分布。     

一株厌氧嗜盐菌的鉴定

从冬尖腌制品中分离到一株厌氧嗜盐菌（SEM）,该菌为革兰氏阴性杆菌,大小为0．5×6.0μm,专性厌氧,不运动,不形成芽孢,生长需要8％～25％NaC1,最适生长盐浓度为12．50～17．50,能利用多种糖和醇,发酵葡萄糖产生丙酸和已酸。它应归属于严格厌氧嗜盐菌Haloanaerobe,但与已报道的几个种有较大差异,是否为新种,还有待于进一步研究。     

嗜盐古生菌AJ4中BR蛋白基因部分片段和16S rRNA基因序列研究

为了研究分析新疆阿尔金山国家自然保护区阿牙克库木湖嗜盐古生菌物种与细菌视紫红质(bacteriorhodopsin ,BR)蛋白资源 ,对分离纯化到的极端嗜盐古生菌AJ4 ,采用PCR方法扩增出其 16SrRNA基因 (16SrDNA)和编码螺旋C至螺旋G的BR蛋白基因片断 ,并测定了基因的核苷酸序列 .通过BR蛋白部分片段序列分析表明 ,BR蛋白中对于完成质子泵功能以及与视黄醛结合的关键性氨基酸残基均为保守序列 ,位于膜内侧的序列比位于膜外侧的序列更保守 ;基于BR蛋白基因和16SrDNA序列的同源性比较以及 16SrDNA序列的系统发育学研究表明 ,AJ4是Haloarcula属中新成员 .由此建立了一种快速筛选具有新BR蛋白的新嗜盐古生菌的方法 .     

细菌视紫红质的质子传输机理

细菌视紫红质（bR）是嗜盐菌紫膜中的唯一蛋白质成分, 具有质子泵、电荷分离和光致变色功能. bR分子中的发色团视黄醛通过质子化席夫碱以共价键与Lys216相连. bR分子受可见光照射后, 视黄醛发生从全-反到13-顺式构型的异构化, 导致席夫碱的去质子化,继之以可极化基团位置的改变. 力场的变化引起包括蛋白质三级结构在内的诸多变化, 这些变化促进并保证了质子从细胞质侧向细胞外侧的定向传输.     

一种嗜盐方形细菌

这种嗜盐细菌与其它嗜盐菌有些不同,它是以正方形形态而著称,有“方块”细菌之称,这类“方块”细菌的“方”之稳定性是由其遗传性而决定的。尽管在25年前英国微生物学家Anthowy Walsby在红海附近富盐池塘中首次发现了这种“方形”细菌,并在实验室里培养了这种叫Walsby氏正方形细菌(长1．5μm);     

诱导溶源性嗜盐古生菌产生噬菌体的方法

目的:用简单易行的诱导手段,从溶源性的嗜盐古生菌中诱导产生新的噬菌体,为分离嗜盐古生菌噬菌体提供一种新的途径.方法:分别用紫外线与丝裂霉素C对10株对数期的嗜盐古生菌菌株进行诱导,上清液采用双层平板法进行噬菌斑鉴定,并用脉冲场凝胶电泳对噬菌体基因组进行分析.结果:经1 μg/mL丝裂霉素C诱导的嗜盐古生菌融合子F5产生了一株新的嗜盐古生菌噬菌体SNJ1,该噬菌体能感染Natrinema属的菌株J7.结论:丝裂霉素C能诱导原噬菌体从宿主中分离,为嗜盐古生菌噬菌体分离提供了一条新的途径.     

松嫩平原盐碱地中耐(嗜)盐菌的生物多样性

【目的】分离纯化松嫩平原盐碱地中可培养的耐盐菌和嗜盐菌,并分析其生物多样性。【方法】采用纯培养法和定向富集法从该地区盐碱土样中分离耐盐菌和嗜盐菌,然后通过16S rRNA基因同源性比对鉴定所分离细菌的系统发育学地位,从而获取松嫩平原盐碱地中耐盐菌和嗜盐菌的多样性信息。【结果】共分离到细菌40株,分属于细菌域中3个门(Actinobacteria,Firmicutes,γ-Proteobacteria)、8个科、16个属、34个种。其中多数菌株属于厚壁菌门(Firmicutes),最优势属为葡球菌属(Staphylococcus)(8株,占总菌株的20%),其次依次为盐单胞菌属(Halomonas)(5株,12.5%)、芽胞杆菌属(Bacillus)(4株,10%)、大洋芽胞杆菌属(Oceanbacillus)(4株,10%)、库克菌属(Kocuria)(4株,10%)和假单胞菌属(Pseudomonas)(3株,7.5%)等。其中9株细菌的16S rRNA基因序列与最近缘种的同源性在97.2%-99.0%之间,可能为新种。菌株耐盐能力主要在5%-10%之间,其中62.5%的菌株为耐盐菌,其余则为中度嗜盐菌。所有菌株的耐碱能力在pH 9-12之间,其中60%的菌株耐碱能力则高达pH 12,除两株为嗜碱菌,其余均为耐碱菌。【结论】研究结果表明,松嫩平原盐碱地中耐盐菌与嗜盐菌种群丰富,主要以葡萄球菌和盐单胞菌为主,菌株不仅耐盐能力高而且耐碱能力也高,并且该地区可能含有丰富的耐盐菌和嗜盐菌的新物种。     

岱山盐场可培养嗜盐菌的多样性及其产酶活性筛选

从岱山盐场采集样品,利用选择性培养基分离培养嗜盐菌,对盐田环境中可培养嗜盐菌的多样性及产酶活性进行研究.共分离得到181株嗜盐菌菌株,通过真细菌和古生菌两对通用引物扩增其16S rRNA 基因,并采用限制性内切酶Hinf I进行ARDRA(amplified rDNA restriction analysis)多态性分析,共分为21个不同的操作分类单元(operation taxonomy units, OTUs),其中嗜盐细菌有12个OTUs,嗜盐古菌有9个OTUs.选取具有不同酶切图谱的代表菌株进行克隆测序,BLAST 比对及系统发育分析将嗜盐细菌归于7个属,其中嗜盐单胞菌属(Halomonas)的菌株数占优势,是嗜盐细菌总数的46.8%;嗜盐古菌归于4个属,盐盒菌属(Haloarcula)的菌株数占优势,是嗜盐古菌总数的49.1%.对分离菌株的产酶活性进行检测表明,岱山盐田环境蕴含丰富的产淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等生物活性酶的嗜盐菌, 其中盐盒菌属产酶菌株数最丰富.研究结果表明,岱山盐田环境中具有较为丰富的嗜盐菌多样性,是筛选产酶菌株的重要资源库.     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌 (Ａｒｃｈａｅａ)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1] ,大多生活在极端或特殊环境 ,主要包括产甲烷古菌 (ＭｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃＡｃｈａｅａ)、极端嗜盐古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＨａｌｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)和极端嗜热古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＴｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)等三大类。极端古菌是极端环境微生物的重要成员 ,也是极端环境微生物资源开发的重要领域。其中 ,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素 ,称为嗜盐菌素 (ｈａｌｏｃｉｎ)。与细菌素相似[2 ] ,嗜盐菌素是由质粒编码、核糖体合…     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌(Archaea)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1],大多生活在极端或特殊环境,主要包括产甲烷古菌(Methanogenic Achaea)、极端嗜盐古菌(Extremely Halophilic Archaea)和极端嗜热古菌(Extremely Thermophilic Archaea)等三大类.极端古菌是极端环境微生物的重要成员,也是极端环境微生物资源开发的重要领域.其中,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素,称为嗜盐菌素(halocin).     

嗜盐古细菌的系统发育分析

用“Clustalw”和“PHYLIP”程序包分析嗜盐古细菌16S rRNA序列,建立了嗜盐古细菌的系统发育树。比较分析的结果进一步支持了以前的结论,即嗜盐古细菌在自然系统分类上应被分成嗜盐菌科的6个属。此系统发育分析方法不仅体现了在嗜盐古细菌属一级分类上的优势,而且还可能被用作一种相应于以《伯杰氏细菌系统分类手册》(第三卷)为基础的嗜盐古细菌种一级分类上的代换方法。实际上,这种系统发育分析方法比其他建立在表型特性基础上的分类系统更真实地反映了嗜盐古细菌内的亲缘关系。该方法的其他运算细节在本文中也进行了讨论。     

美国《Bioscience》出版“质子泵”专集

美国《Bioscience》35卷1期(1985)出版“质子泵”专集,发表C.L.Slayman等人撰写的有关质子泵的化学、分子结构、功能和进化等方面的文章7篇。该专集总结了生物与生物膜中存在5种类型的质子泵(H~+-ATP酶),并对它们分别作了介绍:(Ⅰ)存在于嗜盐细菌被膜中的视紫红质,是一种光致质子泵;     

营养成分与培养时间对极端嗜盐菌紫膜合成的影响

紫膜是极端嗜盐菌细胞的一大特征,它是一个简单而精巧的光能转换器.它的生物合成过程与选用培养基的营养成分、培养时间有关,实验结果表明紫膜生物合成的最适培养基为合成培养基（SM）最适合成时间为7 d.