产 甲烷菌的 细胞结构:细胞封套(包括 细胞壁、 表面层、鞘和 荚膜)、 细胞质膜、 原生质和 核质。
产甲烷菌有 革兰氏阳性菌和 革兰氏阴性菌,它们的细胞壁结构和化学组分有所不同。也是与 真细菌的区别点。
细胞封套有四种:
产甲烷菌 1.大多数G+产甲烷菌的细胞壁在结构上与G+真细菌相似,细胞壁有一层和三层的,单层的厚度为10~20nm,如 甲烷杆菌属与甲烷 短杆菌属。巴氏甲烷八叠 球菌的细胞壁只有一层,厚约200nm。它们化学成分与G+真细菌的不同,不含细胞壁(即不含二胺基 庚二酸或细胞酸)而是假细胞壁质或是未硫酸化的异多糖。三层的细胞壁壁厚为20~30nm,有内层、中层和外层。外层在 细胞分裂横隔形成时消失,如 瘤胃甲烷短杆菌。
2.G+的炽热 高温甲烷菌的细胞壁外有一层六角形的 蛋白质亚基即S层覆盖。
3.G-产甲烷菌不具有球囊多聚物或 外膜。只有一层六角形或四角形的,由蛋白质亚基或 糖蛋白 亚基组成的S层。
4.甲烷 螺菌的细胞质膜外只有一层由蛋白纤维组成的鞘包裹几个细胞。其厚度为10nm。
产甲烷菌的生理特性
1.营养特性: 甲烷细菌的能源和碳源物质主要有5种,即H2/ CO2、甲酸、甲醇、 甲胺和乙酸。
2.特殊辅酶:F420:是黄素单核甘酸的类似物,分子量为630的低分子量荧光化合物。它是甲烷细菌持有的辅酶,在形成甲烷过程中起着重要作用。
其特点:(1)当用420nm波长的紫外光照射时,能产生自发 蓝绿荧光,这一现象可借以鉴定甲烷细菌的存在。(2)中性或 碱性条件下易被好氧光解,并使酶失活。
CoM:2-硫基乙烷 磺酸.
其特点:(1)它是甲烷细菌独有的辅酶,可借以鉴定甲烷细菌的存在。(2)它在甲烷形成过程中,起着转移甲基的重要功能。(3)其具有 RPG效应.。即促进CO2还原为 CH4的效应。
3.环境条件: 氧化还原电位:参与 中温消化的甲烷细菌要求环境中应维持的氧化还原电位应低于一350mV;对参与 高温消化的甲烷细菌则应低于-500~-600mV。
温度:低温菌的适应范围为20~25°C,中温菌为30~45°C,高温菌为45~75°C。
PH:大多数中温甲烷细菌的最适 pH值范围约在6.8~7.2之间。
毒物:凡对 厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质,都可称为毒物。
产甲烷菌是 专性厌氧菌,它分离和培养等的操作均需要在特殊环境和用特殊的技术进行。一般要求不高的可用在液面加石蜡或 液体石蜡的液体深层培养法、 抽真空的培养法、在封闭培养管中放入焦性 没食子酸和 碳酸钾除去氧的培养方法(Berker)、Hungate的厌氧滚管法、Hungate的厌氧液体培养法、Balch的厌氧液体培养增压法等。目前最好的是 厌氧手套箱,它由四部分组成:
1.附有手套的密闭透明薄膜箱
2.附有两个可开启的可抽真空的金属空气隔离箱
3. 真空泵
4.氢和 高纯氮的供应系统
利用厌氧手套箱可做许多工作,如:分装 厌氧培养基,倒制平板,离心 厌氧微生物收集菌体,对氧敏感的酶和辅酶的 分离纯化,进行 电泳、 厌氧性生物化学反应和遗传学研究等