1嗜盐菌的嗜盐机制

　　1.1嗜盐菌的细胞壁

　　1.1.1成分的特异性

　　嗜盐菌细胞壁不含有肽聚糖，却有富含酸性氨基酸的糖蛋白，这些带有负电荷的氨基酸比如谷氨酸、天门冬氨酸等。这样在高盐浓度的溶液里面，钠离子会结合在嗜盐菌的表面，正好屏蔽掉这些氨基酸所带的负电荷。因此Na+对于嗜盐菌细胞壁的结构完整具有重要意义。

　　1.1.2嗜盐菌细胞壁对一定盐浓度的依赖性

　　嗜盐菌在高盐的溶液里，钠离子会结合在嗜盐菌细胞壁表面，屏蔽其所带的负电荷。当溶液中的钠离子不足或钠离子被稀释时，蛋白质的负电荷部分就会互相排斥，细胞壁会一块一块地破碎，最终导致细胞裂解。

　　1.2嗜盐菌的细胞膜

　　1.2.1嗜盐菌细胞膜上的细菌视紫红质

　　嗜盐菌细胞膜上含有与视觉中的视紫红质相类似的蛋白质，被称为细菌视紫红质（bacteriorhodopsin，bR）。细菌视紫红质有光驱动质子泵功能。细菌视紫红质中视黄醛分子的结构一般是全-反式（all-trans），但是在光照条件下，视黄醛分子会发生13-顺式（13-cis）的结构异构化，H+经中间形态泵出膜外，最后细菌视紫红质返回初态B，这样就完成了光循环。随着质子累积在膜的外表面，质子驱动力增加，直到膜两侧的质子差可以驱动膜上的ATP酶时，ATP酶就可以开始ATP的合成。因此，嗜盐菌可以利用光能进行低速增长，使嗜盐菌更能适应一些能量不足的环境。

　　1.2.2嗜盐菌细胞膜保钾排钠的功能

　　嗜盐菌细胞质中的Na+离子的浓度并不高，但是细胞质中的K+离子的浓度却很高，可以高达7mol/L。这是由于某些嗜盐菌具有Na+/K+反向转运功能，而这种功能是正是利用了光介导的H+质子泵，它具有向外排放Na+和吸收和浓缩K+的能力。这样可以调节细胞内外的渗透压来对抗细胞外的高渗环境，提高它的耐盐性。

　　1.3嗜盐菌的细胞质

　　1.3.1嗜盐菌细胞质维持胞内渗透压平衡的方法

　　嗜盐菌主要依靠两条途径来维持胞内渗透压平衡，其一是细胞中聚集无机盐离子如K+，其二是聚集相容性物质如糖类、甜菜碱和四氢嘧啶等。嗜盐菌还能产生和积累一些相容性溶质，既能帮助正常的细胞代谢活动，又有助于平衡胞内外渗透压。比如在一种嗜盐外硫红螺菌（Ectothiorhodospirasp.）中发现环状氨基酸，它在细胞内含量可达0.25mol/L，约占胞内全部有机溶质的10%，成为此类嗜盐菌的主要的渗透压调节剂，有助于稳定和保护菌体内酶的活性，使其能够在高盐浓度下正常生长。

　　1.3.2嗜盐菌中酶与蛋白质的嗜盐机制

　　高盐溶液会使普通蛋白质的水膜遭到破坏，导致蛋白质间的疏水作用加强，使蛋白质空间结构发生变换，甚至失活变性。而在嗜盐菌的细胞质中，却含有高浓度的钾离子。这些钾离子不仅能够调节胞内外渗透压的平衡，也是嗜盐菌酶与蛋白质保持活性的条件。嗜盐菌的酶与普通蛋白质不同，它在酶的表面引入了酸性氨基酸的残基。酸性氨基酸能在蛋白质和酶表面形成一层薄薄的水保持层，阻止蛋白质分子与酶相互碰撞，从而避免了它们之间的凝集。同时，碱性氨基酸残基能与酸性氨基酸形成盐桥来消除盐离子的屏蔽效应。相反在低盐浓度下，由于电荷的排斥作用，酶和蛋白质就会变性失活。

　　2嗜盐菌嗜盐机制的应用前景

　　2.1细菌视紫红质在生物电子领域的应用

　　细菌视紫红质的非线性光学性、瞬态光电响应性和光致变色性等都特别优秀，因此它在很多方面都拥有广阔的前景，比如生物芯片、神经网络、人工视网膜和光信息存储等领域都有发展前景。另外，在太阳能利用方面，利用bR蛋白质的质子泵作用，可以研制天然的太阳能电池和对海水进行淡化。

　　2.2利用嗜盐菌处理高盐度废水

　　高盐度废水大量含有无机盐离子和有机物质。过高离子浓度对微生物生长有十分强烈的毒性，因此高盐度废水给生物处理带来一定的难度。利用生物方法处理高浓度的污染物，就必须用到嗜盐菌。大多数专家认为，利用生物法处理高盐度废水在技术上是可行的，因为在高盐环境中嗜盐菌对污染物的降解作用十分有效。而嗜盐菌对于盐度的高低十分敏感，盐度对于嗜盐菌处理有机污染物的脱氮、除磷和降解都有或大或小的影响。因此想要用嗜盐菌处理高盐度废水的方法实施起来，还需要在很多方面进一步的研究和改进。

　　2.3利用嗜盐菌研制工业耐盐酶