超嗜热生物

超嗜热生物指能在极热的环境(60°C以上)中生活的生物。其生长最适温度通常在80~110°C,而2003年发现的一株古菌菌株121[1]甚至能在和灭菌锅相同的温度,即121°C下,24个小时内,细胞数目加倍。多数超嗜热生物属于古菌,但也有一些细菌(包括一些蓝藻)可以忍耐70到80°C的高温。很多超嗜热生物也可以抵抗其它极端环境,如高酸度或辐射强度。

黄石公园大棱镜温泉,其中的浅颜色由超嗜热菌所形成。

超嗜热生物最初于1960年代在美国怀俄明州黄石公园的热泉中发现。此后,又发现了50种以上。一些超嗜热生物需要至少90°C的高温才能够存活。

尽管目前还没有发现能在122°C或以上正常生活的生物,但它们的存在还是很有可能的(菌株121在130°C下两个小时仍存活,但在换入103°C的新鲜培养基前不能繁殖)。然而,大概不存在150°C或更高温度下存活的生物,因为DNA和其它对生命活动很重要的分子在此温度下会分解。

超嗜热生物的蛋白质需要具有很强的热稳定性,这依赖于它们在高温中结构的稳定性,从而使功能保持稳定。这些蛋白和在较低温度下生活的生物的相应蛋白同源,但其最强的功能却在于能在高得多的温度下发挥。超嗜热生物的蛋白常有以下特点:内部氨基酸残基形成更多的盐键,有紧密折叠的疏水核心等。此外,一些超嗜热生物制造很多胞内溶质,如磷酸二肌醇酯(di-inositol phosphate)、磷酸二甘油酯(diglycerol phosphate)、甘露糖基甘油酸(mannosylglycerate)等,帮助蛋白质抵抗热降解。多数低温下的同源蛋白在60°C就会变性,所以这些热稳的蛋白具有很高的潜在商业价值,比如,用于高温下的催化反应。

其它超嗜热生物:

参见

参考资料

  1. ^ National Science Foundation. Microbe from depths takes life to hottest known limit. Astrobiology Web. 2003-08-15. (原始内容存档于2012-05-29).