发光细菌的种类及其发光机理
更新时间：2011-02-23 14:47
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发光细菌的种类
发光细菌为革兰氏阴性, 兼性好氧化能自养型 细菌。目前已发现的发光细菌分别属于γ-变形菌纲 (Gammaproteobacteria)的弧菌属(Vibrio), 发光杆菌 属(Photobacterium), 希瓦氏菌属(Shewanella)以及 致病杆菌属(Xetorhabdus)。其中发光杆菌属、希瓦 氏菌属以及弧菌属中的大多数发光细菌均为海洋细 菌, 而霍乱弧菌(Vibrio cholera)则是少数被发现的淡 水发光细菌之一。我国学者朱文杰也从青海湖中分 离得到一个淡水发光细菌新种并命名为青海弧菌。
细菌发光机理
细菌发光反应主要参与的物质包括荧光酶、 FMN、NAD(P)H、长链脂肪醛(RCHO)、分子氧等。 在荧光酶的作用下, FMNH2 和RCHO 被O2 氧化, 产 生的能量并不被生物体储存, 而是通过光的形式释 放出来, 其反应式如下:
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细菌荧光酶对于FMNH2 具有高度底物专一性, 对其他黄素化合物仅有很低的活性。八碳以上的脂 肪醛方可被该酶利用。
细菌生物发光基因(lux)可以分成3 部分: 核心 元件、附属元件以及调节元件。核心元件包括有 lux C、D、A、B、E, 其中luxA luxB 分别编码荧光 酶的α (40 kD)和β (37 kD)亚基, 形成的异二聚体即 为具有产光能力的细菌荧光酶。而luxCDE 分别编 码依赖NADPH 的醛蛋白还原酶(54 kD)、酰基转移 酶(33 kD)和ATP 合成酶(42 kD), 三者共同构成脂肪 酸还原酶复合体, 产生长链脂肪醛作为发光反应的 电子供体。
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