（转）发光细菌应用

叮当响的小叮当

近年来，水污染问题日益严重，与此同时也开发出许多灵敏、有效的环境监测方法，这 些方法可以划分为两类：分析技术和生物监测。其中分析技术常常用于废水常规指标的测试， 但不能反应水质综合毒性的大小。传统的生物监测以水蚤、藻类或鱼类为受试对象，虽然能 反映毒物对生物的直接影响，但是这些方法的最大缺点是实验周期长，实验过程比较繁琐。 针对传统生物毒性检测方法的不足，研究和开发新型生物毒性监测技术——发光细菌法。该 方法以简便的操作方式、测量结果一目了然，受到了科研单位和企业的青睐。
自 1672 年 R．Boyle 观察到发光的菌体所发出的光易被化学物质抑制后，许多科学家 相继对细菌的发光效应进行了大量的研究。本世纪 70 年代至80 年代初，国外科学家首次从 海鱼体表分离和筛选出对人体无害，对环境敏感的发光细菌，用于检测水体生物毒性，现已 成为一种简单、快速的生物毒性检测手段。80 年代初我国引进了这项技术，并先后分离出 海水型和淡水型（青海弧菌）的发光细菌，用以检测环境污染物的急性生物毒性。
一般发光细菌长约 1.5-3um（微米），宽度 0.5-0.8um，因此肉眼根本看不到，要用显微 镜放大至 1千倍时方可以分辨它们的体形。而它们的发光，也要在特定的条件中才能看得见。 青海弧菌是目前唯一的非致病型淡水发光菌，所以专利产品青海弧菌冻干粉在运输、使用过 程中安全可靠，对废弃的菌液也不用进行特殊处理，不会引起二次污染。

水世界蓝天

发光细菌法的原理是什么？

叮当响的小叮当

发光细菌的种类
发光细菌为革兰氏阴性, 兼性好氧化能自养型 细菌。目前已发现的发光细菌分别属于γ-变形菌纲 (Gammaproteobacteria)的弧菌属(Vibrio), 发光杆菌 属(Photobacterium), 希瓦氏菌属(Shewanella)以及 致病杆菌属(Xetorhabdus)。其中发光杆菌属、希瓦 氏菌属以及弧菌属中的大多数发光细菌均为海洋细 菌, 而霍乱弧菌(Vibrio cholera)则是少数被发现的淡 水发光细菌之一。我国学者朱文杰也从青海湖中分 离得到一个淡水发光细菌新种并命名为青海弧菌。
细菌发光机理
细菌发光反应主要参与的物质包括荧光酶、 FMN、NAD(P)H、长链脂肪醛(RCHO)、分子氧等。 在荧光酶的作用下, FMNH2 和RCHO 被O2 氧化, 产 生的能量并不被生物体储存, 而是通过光的形式释 放出来.
细菌荧光酶对于FMNH2 具有高度底物专一性, 对其他黄素化合物仅有很低的活性。八碳以上的脂 肪醛方可被该酶利用。
细菌生物发光基因(lux)可以分成3 部分: 核心 元件、附属元件以及调节元件。核心元件包括有 lux C、D、A、B、E, 其中luxA luxB 分别编码荧光 酶的α (40 kD)和β (37 kD)亚基, 形成的异二聚体即 为具有产光能力的细菌荧光酶。而luxCDE 分别编 码依赖NADPH 的醛蛋白还原酶(54 kD)、酰基转移 酶(33 kD)和ATP 合成酶(42 kD), 三者共同构成脂肪 酸还原酶复合体, 产生长链脂肪醛作为发光反应的 电子供体。