基本介紹
簡介,主要分類與命名,相關特點,基因組結構,細胞結構與代謝,生態學,
簡介
硫化葉菌是古菌域，泉古菌門，熱變形菌綱下的一大類極端嗜酸熱的需氧型微生物，硫化葉菌的細胞形狀不規則,有時為樹葉狀,有時為球形；直徑大約為0.7一2.0μm；革蘭氏染色陰性;最適生長pH為2一4，可耐受pH為0.9一5.8；最適生長溫度70一85℃；好氧，兼性自養，可以以CO2為碳源，以硫、硫代硫酸鹽為能源自養生長；細胞壁只含有一個呈晶格樣排列的S層，主要由蛋白和糖蛋白組成，是生物進化過程中出現的最簡單的細胞壁，與古菌的基本特徵類似。在硫化葉菌中，參與能量代謝的蛋白多類似於細菌，而參與DNA複製、修復、重組、細胞周期調控、轉錄和翻譯的蛋白則與真核生物同源。
由於硫化葉菌的類似功能組分相比真核生物來說要簡單，其蛋白耐熱的特點又特別有利於對其進行原核異源表達純化和結構解析，加之硫化葉菌能非常方便的在實驗室培養，且含有豐富的染色體外遺傳因子，硫化葉菌成為了古菌生化和遺傳研究的模式生物。
主要分類與命名
目前已被分離出的硫化葉菌包括以下幾種，分別為：
酸熱硫化葉菌（Sulfolobus acidocaldarius）
硫磺礦硫化葉菌（Sulfolobus solfataricus）
芝田硫化葉菌（Sulfolobus shibatae）
紐西蘭硫化葉菌（Sulfolobus neozealandicus）
金屬硫化葉菌（Sulfolobus metallicus）
布氏硫化葉菌（Sulfolobus brierleyi）
陽明硫化葉菌（Sulfolobus yangmingensis）
東工大硫化葉菌（Sulfolobus tokodaii）
騰衝硫化葉菌（Sulfolobustengchongensis）
蘇雲金硫化葉菌（Sulfotobus thuringiensis）
冰島硫化葉菌（Sulfolobus islandicus）
深淵硫化葉菌（Sulfolobus vallisabyssus）
Sulfolobus ambivalens
Sulfolobus beitou
Sulfolobus thuringiensis
其命名方法主要按照被分離出的地區進行命名。
相關特點
基因組結構
在測序完畢的硫化葉菌菌種中，硫磺礦硫化葉菌（Sulfolobus solfataricus）含有一個大小為2,992,245bp的環形染色體，東工大硫化葉菌（Sulfolobus tokodaii）則含有一個稍小些的環形染色體，大小為2,694,756bp。這兩者均缺少已測序的泉古菌門微生物的特徵基因：ftsZ與minD。但同時他們也能夠編碼檸檬酸合成酶，以及與三羧酸循環中α-酮戊二酸脫氫酶地位相當的2-酮酸:鐵氧化還原酶的兩個亞基。這說明硫化葉菌可能含有類似於真核細胞線粒體中三羧酸循環的呼吸鏈代謝循環系統，但是在它們呼吸鏈中參與形成ATP的蛋白所對應的基因，卻與真核生物截然不同，這又意味著它們或用不同的蛋白行使相同的功能，或採用完全不同的代謝途徑。
細胞結構與代謝
所有的古菌都富含由醚鍵連線的脂質，這種結構較之細菌與真核細胞中通過酯鍵連線的脂質更能抵抗高溫與酸性環境。硫化葉菌屬的微生物均可以產生獨特的四醚型脂類物質：通過醚鍵將脂雙層分子進行連線，形成由四醚型脂類分子構成的“單層”結構。這一結構幫助硫化葉菌屬微生物更好地存活於高溫酸性的環境中。
硫化葉菌為兼性營養型微生物，既可以通過氧化硫與硫化物營化能自養型生活，亦可以通過使用硫氧化其他還原型碳化合物營化能異養型生活，但是其主要營養方式仍為異養型。有氧氣存在時，硫化葉菌的主要代行途徑包括糖酵解，戊糖磷酸途徑，以及類TCA循環途徑。
生態學
硫化葉菌多存在於地熱泉、火山熱泉與泥漿噴口處，如硫磺礦硫化葉菌（Sulfolobus solfataricus）分離於義大利那不勒斯的一個硫磺礦熱泉；酸熱硫化葉菌（Sulfolobus acidocaldarius）分離於美國黃石公園的熱泉；而東工大硫化葉菌（Sulfolobus tokodaii）則來自日本九州別府的一個熱泉，但以發現者的研究單位東工大（東京工業大學的簡稱）命名；騰衝硫化葉菌（Sulfolobus tengchongensis）則分離於中國雲南著名的騰衝熱泉（Xiang X et al.， 2003）；冰島硫化葉菌（Sulfolobus islandicus）分離自冰島的火山熱泉。這些結果顯示了硫化葉菌分布的廣泛性——多火山、地熱活動的地區基本都有分布。
硫化葉菌在80℃，pH約為3的含硫環境下生長狀態最佳。
在秘魯大陸邊緣海底以下約90米深的沉積層中，富含由古菌產生的四醚類物質，這些生物群落中重要的一環就是在沉積古菌分類學上有關聯的硫化葉菌目微生物。
