又稱紫膜光合磷酸化作用。嗜鹽菌在無氧條件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上視黃醛輔基構象的變化，可使質子不斷驅至膜外，從而在膜兩側建立一個質子動勢，再由它來推動ATP酶合成ATP，此即光介導ATP合成。這是一種直至1970年代才發現的、只在嗜鹽菌中才有的無葉綠素或菌綠素參與的獨特光合作用。嗜鹽菌是一類必須在高鹽(3.5～5.0mol/L NaCl)環境中才能正常生長的古生菌，廣泛分布在鹽湖、曬鹽場或鹽醃海產品上，常見的鹹魚上的紅紫斑塊就是嗜鹽菌的細胞堆。主要代表有鹽生鹽桿菌、鹽沼鹽桿菌和紅皮鹽桿菌等。
基本介紹
- 中文名：光介導ATP合成
- 外文名：light-mediated ATP synthesis
- 又稱：紫膜光合磷酸化作用
- 對象：嗜鹽菌在無氧條件下
- 利用：利用光能所造成的
- 質子：可使質子不斷驅至膜外
簡介,作用機理,過程,套用,
簡介
又稱紫膜光合磷酸化作用。嗜鹽菌在無氧條件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上視黃醛輔基構象的變化，可使質子不斷驅至膜外，從而在膜兩側建立一個質子動勢，再由它來推動ATP酶合成ATP，此即光介導ATP合成。這是一種直至1970年代才發現的、只在嗜鹽菌中才有的無葉綠素或菌綠素參與的獨特光合作用。
作用機理
嗜鹽菌是一類必須在高鹽(3.5～5.0mol/L NaCl)環境中才能正常生長的古生菌，廣泛分布在鹽湖、曬鹽場或鹽醃海產品上，常見的鹹魚上的紅紫斑塊就是嗜鹽菌的細胞堆。主要代表有鹽生鹽桿菌、鹽沼鹽桿菌和紅皮鹽桿菌等。
H.halobiium是一種能運動的桿菌，因在細胞內富含類胡蘿蔔素而使其呈紅色、桔黃色或黃色。從該菌細胞膜的製備物中可分離出紅色與紫色兩個組分，前者主要含紅色類胡蘿蔔素、細胞色素和黃素蛋白等用於氧化磷酸化反應的呼吸鏈載體成分，一般稱紅膜，後者則在膜上呈斑片狀獨立分布，每斑直徑約0.5 μm，其總面積約占細胞膜的50%，這就是能進行獨特光合作用的紫膜。紫膜由稱作細菌視紫紅質(或細菌紫膜質)的蛋白質(占75%)和類脂(占25%)組成，前者與人眼視網膜上柱狀細胞中所含的一種功能相似的蛋白質——視紫紅質十分相似，兩者都以紫色的視黃醛作輔基。
過程
目前認為，細菌的視紫紅質的功能與葉綠素相似，能吸收光能，並在光量子的驅動下起著質子泵作用。這時，它將反應中產生的質子一一逐出細胞膜外，從而使紫膜內外形成一個質子梯度差。根據化學滲透學說，這一梯度雅(即質子動勢)在驅使H通過ATP酶的孔道進入膜內以達到質子平衡時，就會產生ATP。當環境中氧氣濃度很低時，嗜鹽菌無法利用氧化磷酸化來滿足其正常的能量需要，這時，若光照條件適宜，它就能合成紫膜，並利用紫膜的光介導ATP合成機制獲得必要的能量。
套用
嗜鹽菌紫膜光合磷酸化的發現，使人們對光合作用類型的了解增添了新的內容，對光合作用機制的認識也進入了一個更深的層次。紫膜的光合磷酸化是迄今所知道的最簡單的光合磷酸化反應，這是驗證化學滲透學說的絕好實驗模型。對其機制的深刻揭示，將是生命科學基礎理論中的又一重大突破，並無疑將會對人類的生產實踐包括太陽能的高效利用和海水的淡化等事業帶來革命性的影響。
