微生物：学变形菌视紫质——海洋光能生物利用的新途径

摘要

海洋环境基因组研究的突破揭示出海洋细菌中存在可利用光能的视紫质一一变形菌视紫质（PR）．基因及其蛋白序列分析和激光诱导光解实验等证明PR属于质子泵型视紫质，PR将光能转化成细胞膜内外质子梯度化学势能，并用于合成ATP．PR的发现揭示了海洋中存在与依赖于叶绿素进行光合作用完全不同的光能生物利用的新途径．已有研究表明PR细菌是地球上最丰富的生物之一．表层海水中PR细菌约占总细菌数量的13％，而每个细胞中PR的平均分子数约为2.5×104个．显然，PR存海洋能量代谢以及碳循环中的作用不可忽视．基于对国外研究的认识和我们对中国海PR研究的结果，提出了海洋生态系统中的包括光合色素途径和非光合色素途径的能流和碳循环模型．