為什麼海底火山口生物在高溫的情況下還能生存?這些生物的蛋白質在高溫下難道還能保持機能嗎?
01-22
答過一個相關的問題: http://www.zhihu.com/question/19985907 既然能生存,就說明蛋白質的結構、功能都正常。與適宜常溫下工作的蛋白質相比,它們結構上可能有很多種耐高溫的改變:把充當骨架的 α 螺旋裹得更結實、減小與環境接觸的表面積、減少內部的孔洞等等。具體的情況要因蛋白質而異啦。
其實百度就能查到:嗜熱菌為什麼在高溫下仍然能夠不失活性並進行正常生長呢? 目前的研究工作認為有如下幾方面的原因:(1)類脂的敏感作用 嗜熱菌細胞質膜的化學成分,隨環境溫度的升高不僅類脂總含量增加,而且細胞中的高熔點飽和脂肪酸也增加,即長鏈飽和脂肪酸增加,不飽和脂肪酸減少。脂肪酸熔點的高低和熱穩定性呈如下順序:直鏈飽和脂肪酸>帶支鏈飽和脂肪酸>不飽和脂肪酸。 另外,飽和脂肪酸比不飽和脂肪酸能形成更多的疏水鍵,從而進一步增加膜的穩定性。眾所周知,細胞膜由雙層類脂構成,但古細菌中嗜熱菌其雙層類脂進行了共價交聯,成為兩面都是水基的單層脂(如圖①所示),並且保持了完整的疏水層,這種結溝,極大地增強了其耐熱性。(2)重要代謝產物的迅速再合成 嗜熱菌中tRNA的周轉率大於中溫菌的周轉率;並且,其DNA中的G-C含量高於中溫菌的G-C含量。一般中溫菌的G-C含量為44.9mol%,而嗜熱芽飽桿菌DNA中的G-C含量為53.2mol%。G-C含量越高,DNA分子的解鏈溫度也越高。嗜熱菌在高溫下不但熱穩定性高,而且代謝快,其速率等於或大於熱不穩定代謝物的轉化,因此,重要代謝產物能夠迅速再合成。(3)蛋白質的熱穩定性 目前科學家已從嗜熱菌中分離出多種蛋白質,其中包括許多重要的酶類,它們的熱穩定性高於中溫型細菌的類似蛋白,而且,在細胞內生活狀況下二這種差別更加明顯。也就是說嗜熱菌蛋白質的熱穩定性取決於兩個方面:一方面,其蛋白質的天然結構更加穩定;另一方面,嗜熱菌細胞內存在著促進熱穩定性的因素。買驗證明,蛋白質一級結構中個別氨基酸的改變,就可導致其熱穩定性的改變。嗜熱菌蛋白質天然結構的穩定性,可能就是由於其中個別氨基酸的細微改變而引起的,至於究竟有哪些改變,還有待科學家的進一步研究。
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