Общая микробиология - Шлегель Г. 1987

Фототрофные бактерии и фотосинтез
Использование световой энергии галобактериями

Виды, относящиеся к роду Halobacterium (Я. halobium, Я. cutirubrum), составляют высокоспециализированную в физиологическом отношении группу бактерий. Места их естественного обитания - высококонцентрированные или насыщенные растворы солей, такие как воды Большого соленого озера в США или места, где добывают соль путем выпаривания морской воды. Приспособленность бактерий к существованию в столь экстремальных условиях связана с тем, что концентрация соли внутри клеток так же высока, как и в окружающей среде. Оптимальный рост таких бактерий наблюдается в 3,5-5,0 М растворе NaCl. Для нормального функционирования выделенных из клеток ферментов тоже необходимы более чем двухмолярные концентрации соли. Галобактерии относятся к архебактериям (разд. 3.13).

Палочковидные подвижные клетки Я. halobium окрашены содержащимися в них каротиноидами в красный, оранжевый или желтый цвет. В их плазматической мембране выделяются темно-красные пятна диаметром около 0,5 мкм, занимающие в целом около половины поверхности клетки (рис. 12.18). Эти пятна образованы так называемой пурпурной мембраной. Ее цвет обусловлен наличием в ней бактериородопсина-пигмента, сходного с родопсином, который содержится в зрительных клетках животных. Благодаря этому пигменту на свету создается протонный градиент между наружной и внутренней сторонами мембраны. Пурпурная мембрана выполняет, таким образом, функцию протонного насоса, приводимого в действие светом, и это ведет к возникновению электрохимического мембранного потенциала. Уравнивание зарядов может сопровождаться синтезом АТР: пурпурная мембрана делает возможным особый вид фосфорилирования. Преобразованная энергия света дополняет энергию, получаемую путем аэробного окисления субстрата¹.

Рис. 12.18. Схематическое изображение Halobacterium halobium. Показана плазматическая мембрана (розовая с бляшками пурпурной мембраны); представлено функционирование пурпурной мембраны как протонного насоса, использующего энергию света.

¹ К галобактериям относится не только род Halobacterium, но и другие роды (Halococcus, Haloarcula, Natrococcus, Natrobacterium). У большинства этих организмов обнаружена способность к синтезу бактериородопсина при дефиците O₂. Некоторые галобактерии могут расти, получая энергию только в результате фотосинтеза с участием бактериородопсина. - Прим. ред.