噬盐菌光合磷酸化为什么不能代替复杂低效的光合磷酸化?

嗜盐菌紫膜的光合作用是迄今为止所发现的最简单的光合磷酸化反应

嗜盐菌的菌视紫素和光介导 (Light-mediated)ATP 合成系统：

在厌氧光照条件下培养嗜盐菌时,产生一种菌视紫素嵌入细胞质膜中,成为紫膜,使菌体呈现红紫色.紫膜的膜片约占全膜的50%,由 25%的脂类和75%的蛋白质组成.这种蛋白质与动物视觉器官的感光细胞中的视紫红质（rhodopsin）相似,也含有视紫素,被称为菌视紫素.嗜盐菌的菌视紫素可强烈吸收570nm处的绿色光谱区.菌视紫素的视觉色基(发色团)通常以一种全-反式(all trans)结构存在于膜内侧,它可被激发并随着光吸收暂时转换成顺式(cis form)状态.这种转型作用的结果使H+质子转移到膜的外面,随着菌视紫素分子的松弛和黑暗时吸收细胞质中的质子,顺式状态又转换成更为稳定的全-反式异构体.再次的光吸收又被激发,转移H+.如此循环,形成质膜上的H+质子梯度差,产生电化势.菌体利用这种电化势在ATP酶的催化下,进行ATP的合成,为菌体贮备生命活动所需要的能量.这种由菌视紫素参与的光介导ATP的合成,显然与光合细菌叶绿素的能量产生有本质的区别.盐杆菌的这种光介导的H+质子泵还具有通过Na+/K+反向转运(antiport)向细胞外排出Na+的功能,并且驱动为保持细胞渗透压平衡所需要的K+和各种营养物的吸收.对于氨基酸的吸收也被证明是间接地通过光来驱动,一种氨基酸Na+泵运输系统被用于运载氨基酸的吸收.

紫膜是极端嗜盐古生菌细胞结构的一大特征,除具有光合作用外,还具有光能转换特性,如将太阳能转换为电能.紫膜的分子结构在光作用下的变构现象,也有可能作为生物计算机的光开关、存储器等.

在厌氧光照条件下培养嗜盐菌时,产生一种菌视紫素嵌入细胞质膜中,成为紫膜,使菌体呈现红紫色.紫膜的膜片约占全膜的50%,由 25%的脂类和75%的蛋白质组成.这种蛋白质与动物视觉器官的感光细胞中的视紫红质（rhodopsin）相似,也含有视紫素,被称为菌视紫素.嗜盐菌的菌视紫素可强烈吸收570nm处的绿色光谱区.菌视紫素的视觉色基(发色团)通常以一种全-反式(all trans)结构存在于膜内侧,它可被激发并随着光吸收暂时转换成顺式(cis form)状态.这种转型作用的结果使H+质子转移到膜的外面,随着菌视紫素分子的松弛和黑暗时吸收细胞质中的质子,顺式状态又转换成更为稳定的全-反式异构体.再次的光吸收又被激发,转移H+.如此循环,形成质膜上的H+质子梯度差,产生电化势.菌体利用这种电化势在ATP酶的催化下,进行ATP的合成,为菌体贮备生命活动所需要的能量.这种由菌视紫素参与的光介导ATP的合成,显然与光合细菌叶绿素的能量产生有本质的区别.盐杆菌的这种光介导的H+质子泵还具有通过Na+/K+反向转运(antiport)向细胞外排出Na+的功能,并且驱动为保持细胞渗透压平衡所需要的K+和各种营养物的吸收.对于氨基酸的吸收也被证明是间接地通过光来驱动,一种氨基酸Na+泵运输系统被用于运载氨基酸的吸收.

紫膜是极端嗜盐古生菌细胞结构的一大特征,除具有光合作用外,还具有光能转换特性,如将太阳能转换为电能.紫膜的分子结构在光作用下的变构现象,也有可能作为生物计算机的光开关、存储器等.