發光細菌的種類及其發光機理
更新時間：2011-02-23 14:47
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發光細菌的種類
發光細菌為革蘭氏陰性, 兼性好氧化能自養型 細菌。目前已發現的發光細菌分別屬于γ-變形菌綱 (Gammaproteobacteria)的弧菌屬(Vibrio), 發光桿菌 屬(Photobacterium), 希瓦氏菌屬(Shewanella)以及 致病桿菌屬(Xetorhabdus)。其中發光桿菌屬、希瓦 氏菌屬以及弧菌屬中的大多數發光細菌均為海洋細 菌, 而霍亂弧菌(Vibrio cholera)則是少數被發現的淡 水發光細菌之一。我國學者朱文杰也從青海湖中分 離得到一個淡水發光細菌新種并命名為青海弧菌。
細菌發光機理
細菌發光反應主要參與的物質包括熒光酶、 FMN、NAD(P)H、長鏈脂肪醛(RCHO)、分子氧等。 在熒光酶的作用下, FMNH2 和RCHO 被O2 氧化, 產 生的能量并不被生物體儲存, 而是通過光的形式釋 放出來, 其反應式如下:
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細菌熒光酶對于FMNH2 具有高度底物專一性, 對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。
細菌生物發光基因(lux)可以分成3 部分: 核心 元件、附屬元件以及調節元件。核心元件包括有 lux C、D、A、B、E, 其中luxA 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 為具有產光能力的細菌熒光酶。而luxCDE 分別編 碼依賴NADPH 的醛蛋白還原酶(54 kD)、酰基轉移 酶(33 kD)和ATP 合成酶(42 kD), 三者共同構成脂肪 酸還原酶復合體, 產生長鏈脂肪醛作為發光反應的 電子供體。
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