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極端嗜鹽菌的細胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白組成,這種細胞壁結構的完整由離子鍵維持,高Na+濃度對於其細胞壁蛋白質亞單位之間的結合,保持細胞結構的完整性是必需的。當從高鹽環境轉到低鹽環境后,一方面細胞壁蛋白解聚為蛋白質單體,使胞壁失去完整;另一方面細胞內外離子濃度平衡打破,細胞吸水膨脹,最終引起胞壁破裂,菌體完全自溶。
在它們生存環境中耐受或需要高鹽濃度。如Halobacterium(一種嗜鹽菌)生活在鹽湖、鹽田及含鹽的海水中,它們可污染海鹽並引起鹹魚及腌制的動物腐敗。由於嗜鹽菌細胞含類胡蘿蔔素,使大多數菌落呈紅、粉紅或橘紅色。類胡蘿蔔素有利於保護它們抵禦環境中強烈的陽光照射。有時嗜鹽菌與某些藻類造成的污染將海水變成紅色。
大多數嗜鹽菌是異養型的,經好氧途徑利用有機物產生ATP。當氧含量低時,有些菌株可利用陽光進行光合作用,在它們的細胞膜上形成特殊的斑片狀的紫膜(細菌視紫紅質)。紫膜具有質子泵的作用,也起排鹽作用。目前正設法利用這種機制來製造生物能電池和海水淡化裝置。並發現它還可能替代計算機中的晶元。

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