芽孢核心
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核心物质组成
抗热性能
休眠与萌发机制
核心物质组成
遗传物质的组织:
DNA 以超螺旋形式存在,可能与组蛋白样蛋白质结合,形成紧密的核样结构,提高 DNA 的稳定性。
RNA 和代谢酶的储存:
核心中含有必要的 mRNA、tRNA 和 rRNA,以及关键的代谢酶,为萌发后的蛋白质合成和代谢活动做准备。
储能物质的积累:
ATP 和其他高能磷酸化合物的储存,为萌发提供初始能量。ATP 的合成反应:
ADP + 磷酸盐 → (ATP合成酶)→ ATP
Ca-DPA 的存在:
二吡啶二羧酸钙(Ca-DPA)大量积累,降低核心的水含量,增强孢子的耐热性和稳定性。
抗热性能
DNA 稳定性的提高:
小酸可溶性蛋白(SASP)与 DNA 结合,防止高温导致的 DNA 脱氧核糖和碱基的水解。
蛋白质的保护:
核心蛋白质在脱水和 Ca-DPA 存在下,结构更稳定,抵抗热变性和化学损伤。
膜脂的耐热性:
核心内膜含有较多的饱和脂肪酸,提高了膜的耐热性,维持膜的完整性和功能。
热诱导蛋白的作用:
特定的热诱导蛋白在高温下被表达,保护核心成分,增强孢子的耐热性。
休眠与萌发机制
休眠状态的维持:
特定的信号分子(如 c-di-GMP)维持休眠状态,抑制代谢和细胞增殖。
萌发激活因子:
环境中的氨基酸(如 L-丙氨酸)和糖类等作为萌发激活因子,触发孢子萌发。
信号传导通路:
萌发信号通过信号转导通路,引发核心代谢的重启,恢复 DNA 复制和 RNA 转录。
基因表达的调控:
转录因子和 RNA 聚合酶的重新激活,核心开始合成必要的蛋白质,支持细胞的生长和分裂。
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