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无机盐类与微生物的关系

上海老顾 马振瀛

    无机盐类也是微生物生命活动所不可缺少的营养物质，其主要功能是：构成菌体的成分；作为辅酶或酶的组成部分或维持酶的活性；调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。某些自养微生物可以利用无机盐作为能源。

    无机元素包括主要元素和微量元素两类。主要元素有磷、硫、镁、钾、钙等；微量元素如铁、铜、锌、锰、钼、钴、硼等。

各种无机元素的功用简述如下：

磷：菌体中含磷量较高。磷是微生物细胞中主要物质核酸、磷脂或辅酶的主要元素。磷参与代谢转化中的磷酸化过程，生成高能磷酸化合物，高能磷酸键有贮存和运送能量的作用。磷酸盐又是重要的缓冲剂之一。

硫：硫是蛋白质组成中的某些氨基酸，如半胱氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸的组成部分。许多在代谢中起重要作用的辅酶（如辅酶A、生物素、焦磷酸硫胺素、硫辛酸等）中都含有硫。硫或硫化物（H₂S、S₂0₃^-等）是自养硫化细菌的能源。而硫酸盐是硫酸盐还原细菌能量代谢中的电子受体。

镁：镁是微生物体内一些重要的酶，如己糖磷酸化酶、异柠檬酸脱氢酶、肽酶、羧化酶，特别是与磷酸代谢有关的酶的激活剂。镁也是光合细菌菌绿素的重要组成部分。此外，镁在细胞中还起着稳定核糖体、细胞膜和核酸的作用。如果缺镁，细胞生长就会停止，首先遭到破坏的是核糖体、细胞膜。

钾：钾是许多种酶，包括一些与蛋白质合成有关的酶的激活剂，对碳水化合物的代谢有着促进作用。钾还可控制原生质的胶态和细胞膜的透性。

铁：铁是细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶或过氧化物酶的辅酶铁卟啉的组成部分，在氧化还原反应中具有传递电子的作用，是微生物代谢中转化能量的一个重要元素。铁也是某些酶，如乌头酸酶的激活剂。自养微生物铁细菌可以从氧化Fe²⁺中获得能量。

钙：钙是某些酶如蛋白酶的激活剂，对维持细胞蛋白质的分子结构有一定作用，也是细菌芽孢的重要组成部分，在细菌芽孢的耐热性方面起着关键作用。钙还控制着细胞的透性。

其它元素：钼、锌、锰、钴、镍、铜、碘、溴、钒等元素，微生物需要量十分微小，但又不可缺少，它们参与酶蛋白的组成，或是许多酶的激活剂。如钴是维生素B₁₂的成分；锰是多种酶的激活剂，也是黄嘌呤氧化酶的组成成分，羧化反应也需要锰；铜是一些酶的组成成分，例如多酚氧化酶和抗坏血酸氧化酶等都是含铜的特殊蛋白质，又与霉菌孢子形成有关；锌是乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶等的活性基，许多酶活性也靠锌激活；钼与钒能促进固氮作用，钼还能参与硝酸还原酶的结构。

在实验中用合成培养基、半合成培养基培养霉腐微生物时，一般需要加入磷、钾、硫、镁等元素。通常以K₂HPO₄、KH₂PO₄、MgSO₄的形式加入，以满足霉腐微生物对这四种主要无机元素的需要。老顾认为由于霉腐微生物对微量元素的需要量极少，所以一般天然物、自来水、一般化学试剂，甚至玻璃器皿中所含的微量元素已经足够了，过多的微量元素反而对微生物生长不利。天然的谷物、食品、纤维制品等中，这些元素，应有尽有，而且有丰富的碳源、氮源，所以这些制品和物品很容易被霉腐微生物污染。