
【醫】 photogen; photogenic bacteria
發光菌(fā guāng jūn),英文術語為luminous bacteria或bioluminescent bacteria,是一類能夠通過生物化學反應産生可見光的微生物。這類細菌廣泛分布于海洋、淡水及陸地環境中,尤其在海洋生态系統中扮演重要角色。其發光現象主要由生物發光(bioluminescence)機制實現,依賴于細胞内特定的酶促反應。
發光菌的發光過程由熒光素酶(luciferase)催化完成。在氧氣存在下,該酶作用于長鍊脂肪醛(如十四醛)和還原型黃素單核苷酸(FMNH₂),通過氧化反應釋放能量并以光的形式輻射,波長通常為470–490 nm的藍綠色光。該反應可簡化為:
$$ce{Luciferase + FMNH2 + O2 + RCHO -> FMN + RCOOH + H2O + Light}$$
發光菌主要屬于以下菌屬(據微生物學研究):
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
發光菌 | Luminous bacteria |
生物發光 | Bioluminescence |
熒光素酶 | Luciferase |
弧菌屬 | Vibrio |
發光杆菌屬 | Photobacterium |
注:以上分類與機制描述綜合微生物學及海洋生物學領域共識,詳見權威文獻如《微生物學綜述》(Microbiology and Molecular Biology Reviews)及《應用與環境微生物學》(Applied and Environmental Microbiology)。
發光菌(Luminescent Bacteria)是一類在正常生理條件下能夠通過生物發光現象發射可見光的細菌。以下從特性、發光機制、應用及分類等方面進行詳細解釋:
形态與分布
發光菌多為杆狀或弧狀,長度約1.5-3微米,需顯微鏡觀察。它們主要分布于海洋環境,少數存在于淡水或陸生動物體内,例如共生在鱿魚、硬骨魚類體表,或附着于死魚表面(、)。
發光特征
其發出的光為藍綠色,波長450-490納米,肉眼在暗處可見。發光強度與細菌代謝狀态相關,受環境毒素抑制時會減弱(、)。
發光菌的發光依賴于酶促反應:
環境監測
發光菌對毒性物質敏感,接觸污染物後發光強度變化可量化毒性。中國于1995年将其納入國家标準(GB/T15441—1995),用于快速檢測水、土壤等環境樣品的綜合毒性(、)。
生物傳感器
利用發光菌制備識别元件,可實時監測污染物濃度變化。例如美國Beckman公司的生物毒性測試儀,具有高靈敏度和快速響應特點()。
科學研究
研究其發光基因的調控機制,為合成生物學提供模型,例如開發新型生物标記工具()。
常見種屬
已知發光菌分屬5屬20餘種,包括:
安全性
大多數發光菌對人體無害,例如青海弧菌(淡水型)常用于安全檢測。少數可能作為共生菌存在于動物體内,但無直接緻病性(、)。
部分發光菌在傳統醫藥中有應用,如亮菌(假蜜環菌)被用于中耳炎治療,但其發光特性與上述細菌不同,需注意區分()。
如需更詳細分類或實驗方法,可參考環境監測标準文件或微生物學專業資料。
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