作為地球上最古老的微生物之一，藍細菌（又稱為藍藻或藍綠藻）能通過植物型光合作用，將二氧化碳固定并轉化為各類碳水化合物。研究發(fā)現，為抵抗高鹽環(huán)境，很多藍細菌能在細胞內合成并積累蔗糖等小分子化合物，但相關調控機制仍未被清楚揭示。

　　中國科學院青島生物能源與過程研究所微生物代謝工程研究組，近日發(fā)表在《應用與環(huán)境微生物學》雜志上的研究成果，從基因轉錄、蛋白翻譯、酶學活性三個水平揭示了藍細菌適應高鹽逆境的深層機制。

　　該所微生物代謝工程研究組長期以來致力于藍細菌逆境適應性研究。最新研究中，他們通過系統分析聚球藻PCC 7942蔗糖合成關鍵因子響應高鹽脅迫的變化情況，發(fā)現藍細菌蔗糖代謝調控發(fā)生在基因轉錄、蛋白翻譯、酶學活性三個水平，并通過一種“離子濃度介導的酶活協同調控”方式，實現胞內蔗糖生理代謝對環(huán)境鹽度變化的快速響應。

　　在非鹽脅迫條件下，藍細菌在胞內基礎性表達蔗糖合成關鍵酶SPS；而當細胞遭遇高鹽逆境時，胞內離子濃度迅速升高，SPS酶活性被迅速激活，細胞開始快速合成并積累蔗糖，以維持細胞內外的滲透平衡；而當環(huán)境鹽度降低后，胞內離子濃度降低，SPS重新恢復到低活性狀態(tài)，蔗糖合成也隨之減弱。有趣的是，負責蔗糖降解代謝的關鍵酶INV，其酶活調控方式與SPS正好相反，即高離子濃度抑制其活性，低離子濃度促進其活性。這樣，藍細菌細胞內動態(tài)變化的離子濃度以完全相反的方式調控著蔗糖合成和降解，從而實現對環(huán)境鹽度變化的動態(tài)響應。

　　研究人員表示，“離子濃度介導的酶活協同調控”保證了藍細菌能以一種極為快速的方式實現細胞生理、生化響應，因此很可能是微生物界普遍采用的一種高鹽適應調控機制。（記者王健高 通訊員劉佳 羅泉）

【糾錯】

責任編輯： 王佳寧