염성 생물 과 같은 해수 및 hypersaline 건조한 지역으로 소금의 높은 농도를 가진 환경에서 재현 할 수 및 라이브 미생물의 종류, 모두 원핵 생물과 진핵 생물이다. halophile라는 용어는 "소금을 사랑하는 사람"을 의미하는 그리스어 halos와 filo에서 유래했습니다.
이 범주로 분류 된 유기체는 대부분의 살아있는 세포가 생존 할 수없는 극심한 염분 서식지에서 증식하기 때문에 극한 유기체의 큰 그룹에 속합니다.
Salinas, 극도의 호 염성 세포가 증식하는 극도의 염분 환경. Wikimedia Commons의 H. Zell 작성.
사실, 기존 세포의 대다수는 염분이 풍부한 배지에 노출 될 때 빠르게 수분을 잃게되며 많은 경우에이 탈수로 인해 빠르게 사망에 이르게됩니다.
호 염성 유기체가 이러한 환경에서 살 수있는 능력은 환경과 관련하여 삼투압의 균형을 맞추고 등 삼투압 세포질을 세포 외 환경과 유지할 수 있기 때문입니다.
그들은 극도, 중등도, 약하고 악취가 나는 호 염성에서 살 수있는 소금 농도에 따라 분류되었습니다.
일부 호 염성 대표는 녹조류 Dunaliella salina, Artemia 또는 물벼룩 속의 갑각류, 곰팡이 Aspergillus penicillioides 및 Aspergillus terreu입니다.
분류
모든 호 염성 유기체가 광범위한 염 농도에서 증식 할 수있는 것은 아닙니다. 반대로 견딜 수있는 염분의 정도가 다릅니다.
NaCl의 매우 특정한 농도에 따라 달라지는이 내성 수준은 이들을 극도, 중등도, 약한 및 염분 성 호 염성으로 분류하는 데 기여했습니다.
극한의 호 염체 그룹에는 NaCl 농도가 20 %를 초과하는 환경을 채울 수있는 모든 유기체가 포함됩니다.
그 다음에는 10 ~ 20 %의 NaCl 농도에서 증식하는 중등도의 halophiles가 뒤 따릅니다. 및 약한 halophiles는 0.5에서 10 % 사이의 낮은 농도에서 그렇게합니다.
마지막으로 halotolerantes는 낮은 농도의 염분 만 지원할 수있는 유기체입니다.
삼투 및 염분
고농도의 NaCl에 저항 할 수있는 다양한 원핵 호 염체가 있습니다.
낮은 염분 상태에서 대부분의 살아있는 세포가 견딜 수있는 것보다 더 높은 염분 상태에 저항하는이 능력은 여러 전략의 개발 덕분에 획득되었습니다.
주요 또는 중심 전략은 삼투로 알려진 물리적 과정의 결과를 피하는 것입니다.
이 현상은 용질 농도가 낮은 곳에서 농도가 높은 곳으로 반 투과 막을 통해 물이 이동하는 현상을 말합니다.
결과적으로 세포 외 환경 (생물이 발달하는 환경)에 염분 농도가 세포질보다 높으면 외부로 수분을 잃어 탈수되어 사망합니다.
한편, 이러한 수분 손실을 방지하기 위해 삼투압의 영향을 보상하기 위해 고농도의 용질 (염)을 세포질에 저장합니다.
염분에 대처하기위한 적응 전략
호 염성 박테리아. Wikimedia Commons의 Commons 이미지를 기반으로 Maulucioni 작성.
이러한 유기체가 사용하는 전략 중 일부는 높은 염분 농도에서 활성을 유지할 수있는 효소의 합성, 광 트로피에 의해 성장할 수있는 자주색 막, 로돕신과 같은 광 전술 반응을 조절하는 센서, 성장을 촉진하는 기체 소포입니다. 부유 선광.
또한 이러한 유기체가 자라는 환경은 매우 변하기 때문에 생존 위험을 초래한다는 점에 유의해야합니다. 따라서 그들은 이러한 조건에 적합한 다른 전략을 개발합니다.
변화하는 요인 중 하나는 용질의 농도이며, 이는 과염 수 환경뿐만 아니라 비나 고온이 건조를 유발하여 결과적으로 삼투압의 변화를 일으킬 수있는 모든 환경에서 중요합니다.
이러한 변화에 대처하기 위해 호 염성 미생물은과 삼투압 세포질을 유지할 수있는 두 가지 메커니즘을 개발했습니다. 그들 중 하나는 "salt-in"이고 다른 하나는 "salt-out"입니다.
솔트 인 메커니즘
이 메커니즘은 Archeas와 Haloanaerobiales (엄격한 혐기성 중등도 호 염성 박테리아)에 의해 수행되며 세포질에서 KCl의 내부 농도를 높이는 것으로 구성됩니다.
그러나 세포질의 높은 농도의 염은 세포 내 효소의 정상적인 기능을 위해 분자 적응을 유도했습니다.
이러한 적응은 기본적으로 산성 아미노산이 풍부하고 소수성 아미노산이 부족한 단백질과 효소의 합성으로 구성됩니다.
이러한 유형의 전략에 대한 한계는이를 수행하는 유기체가 삼투압의 갑작스런 변화에 적응할 능력이 부족하여 염분 농도가 매우 높은 환경으로 성장을 제한한다는 것입니다.
소금 제거 메커니즘
이 메커니즘은 중등도의 호 염성 메탄 생성 고세균 외에도 호 염성 및 비호 염성 박테리아 모두에서 사용됩니다.
여기에서 호 염성 미생물은 자신에 의해 합성되거나 매질에서 채취 될 수있는 작은 유기 분자를 사용하여 삼투 균형을 수행합니다.
이러한 분자는 폴리올 (예 : 글리세롤 및 아라 비니 톨), 설탕 (예 : 수 크로스, 트레할로스 또는 글루코 실-글리세롤) 또는 아미노산 및 4 차 아민 유도체 (예 : 글리신-베타 인) 일 수 있습니다.
그들 모두는 물에 대한 용해도가 높고 생리적 pH에서 전하가 없으며 이러한 미생물이 자체 효소의 기능에 영향을 미치지 않고 외부 환경과 삼투압 균형을 유지할 수있는 농도 값에 도달 할 수 있습니다.
또한 이러한 분자는 열, 건조 또는 동결에 대해 단백질을 안정화하는 기능을 가지고 있습니다.
응용
호 염성 미생물은 생명 공학 목적의 분자를 얻는 데 매우 유용합니다.
이 박테리아는 배지의 영양소 요구량이 낮기 때문에 배양에 큰 어려움을주지 않습니다. 높은 염분 농도에 대한 내성은 오염 위험을 최소화하여 대장균보다 더 유리한 대체 유기체를 만듭니다.
또한 생산 능력과 극도의 염분 조건에 대한 내성을 결합함으로써 미생물은 제약, 화장품 및 생명 공학 분야에서 산업 제품의 공급원으로 큰 관심을 받고 있습니다.
몇 가지 예 :
효소
많은 산업 공정이 극한 조건에서 개발되어 극한의 온도, pH 또는 염도 값에서 작용할 수있는 극한 미생물에 의해 생성 된 효소에 대한 적용 분야를 제공합니다. 따라서 분자 생물학에서 사용되는 아밀라제와 프로테아제가 설명되었습니다.
폴리머
유사하게, 호 염성 박테리아는 심토에서 원유를 추출하는 데 기여하기 때문에 석유 산업에서 매우 중요한 계면 활성제 및 유화 특성을 가진 중합체의 생산자입니다.
호환되는 용질
이 박테리아가 세포질에 축적되는 용질은 효소, 핵산, 막 및 전체 세포에 대해 동결, 건조, 열 변성 및 높은 염분에 대해 높은 안정화 및 보호 능력을 가지고 있습니다.
이 모든 것은 효소 기술뿐만 아니라 식품 및 화장품 산업에서 제품의 수명을 연장하는 데 사용되었습니다.
폐기물 생분해
호 염성 박테리아는 살충제, 의약품, 제초제, 중금속, 석유 및 가스 추출 공정과 같은 독성 폐기물을 분해 할 수 있습니다.
음식
식품 분야에서 그들은 간장 생산에 참여합니다.
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