食砷細菌

科學家最新研究推翻了之前的一項研究論斷——食砷細菌(GFAJ-1)可以食用湖泊中的毒性砷物質,事實上這種細菌的蛋白質具有很強的“過濾”功能,從而可以棲息於含有大量毒砷物質的湖中。

簡介

圖示圖示

科學家最新一項研究表明,之前研究人員聲稱食砷細菌具有“咀嚼砷”的能力,該現象之後被證實是不可能的,它們能夠進化形成一種蛋白質,選擇性地過濾有毒元素

物理化學性質

這種細菌叫做GFAJ-1,屬於鹽單胞菌屬細菌之一,生活在美國加利福尼亞州莫諾湖泊,這裡的濃度可以殺死大多數生命體。GFAJ-1將砷酸鹽(一種形式的砷物質)溶入自身DNA中,來代替磷酸鹽(生命體通常使用的一種化合物)。

生物學特徵

GFAJ-1細菌中的蛋白質非常特殊,儘管砷酸鹽與磷酸鹽非常相似,但GFAJ-1根本不易與砷酸鹽結合。事實上一個砷酸鹽離子與磷酸鹽離子從外形上存在著輕微差異,磷酸鹽結合蛋白質的區域,氧原子、氫原子和這種蛋白質之間的角度是179.1度,當角度達到180度,這些原子結合的強度最高。

然而,砷酸鹽離子的結合角度僅是162度,原子之間的結合程度較弱。這不僅僅是單一的結合,它與磷酸鹽離子存在著差異,超過1個以上的氫原子與磷酸鹽結合至蛋白質上。

當GFAJ-1細菌需要營養物質時,它將蛋白質放置在內膜和外膜之間,該蛋白質能夠挑選磷酸鹽,並送遞至細菌內部。這並不會很強地與砷酸鹽結合在一起,蛋白質具有很好的過濾選擇功能,從而使GFAJ-1細菌可以生活在砷酸鹽指數高於正常值3000倍的莫諾湖中,它們根本不會吸收砷酸鹽物質。

爭論

一種觀點認為砷酸鹽和磷酸鹽之間的交換性具有化學相似性,兩者的原子都結合著4個氧原子。目前,以色列魏茲曼科學院的丹·塔維弗克米卡爾·伊萊亞斯帶領一支研究小組發現GFAJ-1細菌具有“過濾”機制,其單細胞能夠阻止有毒砷酸鹽進入。

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