發(fā)光細(xì)菌的種類及其發(fā)光機(jī)理
發(fā)光細(xì)菌的種類
發(fā)光細(xì)菌為革蘭氏陰性, 兼性好氧化能自養(yǎng)型 細(xì)菌。目前已發(fā)現(xiàn)的發(fā)光細(xì)菌分別屬于γ-變形菌綱 (Gammaproteobacteria)的弧菌屬(Vibrio), 發(fā)光桿菌 屬(Photobacterium), 希瓦氏菌屬(Shewanella)以及 致病桿菌屬(Xetorhabdus)。其中發(fā)光桿菌屬、希瓦 氏菌屬以及弧菌屬中的大多數(shù)發(fā)光細(xì)菌均為海洋細(xì) 菌, 而霍亂弧菌(Vibrio cholera)則是少數(shù)被發(fā)現(xiàn)的淡 水發(fā)光細(xì)菌之一。我國(guó)學(xué)者朱文杰也從青海湖中分 離得到一個(gè)淡水發(fā)光細(xì)菌新種并命名為青海弧菌。
細(xì)菌發(fā)光機(jī)理
細(xì)菌發(fā)光反應(yīng)主要參與的物質(zhì)包括熒光酶、 FMN、NAD(P)H、長(zhǎng)鏈脂肪醛(RCHO)、分子氧等。 在熒光酶的作用下, FMNH2 和RCHO 被O2 氧化, 產(chǎn) 生的能量并不被生物體儲(chǔ)存, 而是通過光的形式釋 放出來, 其反應(yīng)式如下:
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細(xì)菌熒光酶對(duì)于FMNH2 具有高度底物專一性, 對(duì)其他黃素化合物僅有很低的活性。八碳以上的脂 肪醛方可被該酶利用。
細(xì)菌生物發(fā)光基因(lux)可以分成3 部分: 核心 元件、附屬元件以及調(diào)節(jié)元件。核心元件包括有 lux C、D、A、B、E, 其中l(wèi)uxA luxB 分別編碼熒光 酶的α (40 kD)和β (37 kD)亞基, 形成的異二聚體即 為具有產(chǎn)光能力的細(xì)菌熒光酶。而luxCDE 分別編 碼依賴NADPH 的醛蛋白還原酶(54 kD)、；D(zhuǎn)移 酶(33 kD)和ATP 合成酶(42 kD), 三者共同構(gòu)成脂肪 酸還原酶復(fù)合體, 產(chǎn)生長(zhǎng)鏈脂肪醛作為發(fā)光反應(yīng)的 電子供體。
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