Adaptation to Life at High Salt Concentrations in Archaea, Bacteria, and Eukarya pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Plemenita, Ana 编

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:

价格:$ 315.27

装帧:HRD

isbn号码:9781402036323

丛书系列:

图书标签:

高盐环境
适应性
古菌
细菌
真核生物
盐适应
极端微生物
生物化学
分子生物学
环境微生物学

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具体描述

This book intends to provide an overview of current research on halophilic microorganisms, highlighting the diversity of life forms adapted to tolerate high salt concentrations and low water activities. Most of the 35 chapters are based on lectures presented during the international symposium "Halophiles 2004," held in Ljubljana, Slovenia, in September 2004. Descriptions of the diverse high-salt environments in which halophiles are found are followed by sections devoted to the properties of halophilic Archaea, of halophilic and halotolerant Bacteria, and of different groups of salt-loving Eukarya, including fungi, algae and protozoa. Extensive information is provided about fungi adapted to life at high salt concentrations, a group that was poorly known until very recently. This volume is intended for researchers and students interested in a wide range of disciplines in the life sciences: from microbial ecology and adaptation of microorganisms to life in extreme environments to genomics, biotechnology, and astrobiology.

极端环境适应机制的跨界探索：深邃海洋与新生代生命形态图书名称：极端环境适应机制的跨界探索：深邃海洋与新生代生命形态内容简介：本书旨在深入剖析地球上极端环境，特别是深海热液喷口、高压深渊、极地冰盖之下以及新生代地质变迁背景下，不同生命域（真核生物、细菌和古菌）所演化出的独特生理、生化与分子适应策略。我们摒弃了传统分类学的局限，将视角聚焦于生命体在面对极端物理化学胁迫（如高盐、高压、极温、缺氧、强辐射）时所展现出的普遍性与特异性适应机制。本书共分为五个主要部分，系统地构建了一个从宏观生态到微观分子层面的适应性研究框架。第一部分：极端环境的界定与生命域的共存模式本部分首先界定了“极端环境”的科学内涵，不仅仅局限于教科书上的高温、高酸环境，更扩展至地球深部生物圈、以及短期内由人类活动引发的剧烈环境变化。我们详细考察了在典型极端生境中，古菌、细菌和真核生物如何形成复杂的群落结构并相互影响。深海热液系统中的生物地球化学循环：重点分析了在缺乏光能的情况下，基于化学能（硫化物、甲烷）的初级生产力如何支撑起高度特化的生态系统。书中详细描绘了这些环境中特有的能量捕获与利用通路，以及不同生物群落在碳、氮、硫循环中的关键作用。冰冻圈与厌氧环境的生命潜力：探讨了在冰层下（如南极冰盖下的湖泊系统）和永久冻土中，生命如何维持极低的新陈代谢速率（Dormancy）以及在复苏过程中激活的应急修复机制。新生代气候剧变的影响：考察了过去数百万年间，全球气候波动（如冰期-间冰期交替）对现有生物多样性格局和适应性基因库的塑造作用。第二部分：跨生命域的细胞膜与渗透压调节策略细胞膜是生命体与外界环境进行物质交换和信息传递的第一道防线。在面对渗透压失衡（无论是高渗还是低渗）时，不同生物域演化出了精妙的膜结构调控手段。膜脂的结构工程学：深入研究了在极端温度和压力下，细胞如何调整脂肪酸链的饱和度、支链化程度以及是否引入萜类化合物来维持膜的流动性和完整性。特别对比了古菌醚脂结构与细菌/真核生物酯脂结构的差异化优势。兼容性溶质（Compatible Solutes）的合成与积累：详细阐述了各种生物体如何合成和积累非破坏性的小分子物质（如甘油、甜菜碱、海藻糖、脯氨酸）来平衡细胞内外渗透压。我们对比分析了这些溶质合成通路在不同生命域中的趋同进化与独立起源。外膜屏障的特化：对于革兰氏阴性菌和部分古菌而言，外膜脂多糖（LPS）或S-层（S-layer）的结构修饰，是抵御外界渗透性冲击的重要机制。本章提供了这些复杂聚合物在极端压力下的分子构象分析。第三部分：蛋白质的稳定性与极端环境下的分子机器极端环境对细胞内蛋白质的折叠、组装和功能提出了严峻挑战。蛋白质变性、聚集和失活是首要威胁。分子伴侣系统的强化：详细考察了热休克蛋白（HSP家族）的结构变异和功能增强。我们特别关注了在深海高压和高温条件下，某些特化伴侣蛋白（如HSP100家族）如何有效地解聚蛋白质聚集体，并促进正确的再折叠过程。酶的结构刚性化与催化效率：分析了极端微生物中酶活性中心的保守性与外围结构的灵活性的平衡。一些极端酶（Extremozymes）通过增加的氢键、盐桥、疏水相互作用，甚至引入非经典氨基酸残基，来实现对高失活温度或高离子强度的抵抗。核酸的保护机制：探讨了在干燥或高盐胁迫下，DNA和RNA如何通过富集特殊碱基（如鸟嘌呤）或结合超螺旋结构来维持其完整性，以及如何优化转录和翻译的保真度。第四部分：能量代谢的重塑与替代性通路在缺乏常规氧化磷酸化条件的生境中，生命必须依赖替代性的能量获取与储存方式。非光合作用的光能捕获：考察了生活在深海或地下岩石中的微生物如何利用极微弱的背景辐射或化学能驱动的电子传递链，进行能量转化。极端微生物的氧化还原中心重组：重点研究了在厌氧或高压缺氧环境中，呼吸链组分的更替（如使用不同的电子受体，如铁、锰、硫酸盐或硝酸盐），以及这些替代性终端氧化酶如何适应高压环境下的氧化还原电位变化。碳固定策略的适应性演化：分析了在资源稀缺的极端环境中，生命体对C3、C4、景天酸代谢（CAM）等碳固定途径的精细调节，或者采用完全不同的化学自养固碳通路，以实现资源的最高效利用。第五部分：从实验室模型到生物技术前景本书的最后一部分将理论与实践相结合，展望了从极端环境微生物中发现的创新机制在生物技术领域，特别是在工业、医药和环境修复方面的潜在应用价值。稳定酶制剂的开发：基于极端酶的结构稳定性原理，设计和筛选能够在苛刻工业流程（如洗涤剂、生物燃料生产）中保持活性的酶。新型抗逆性物质的发现：从渗透压保护剂和耐热性抗氧化剂中筛选具有潜在医疗和食品保鲜价值的化合物。生物修复的潜力：探讨极端微生物处理高污染（如重金属、持久性有机污染物）废弃物的能力，这些能力源于它们在自然界中对毒性物质的耐受性。本书内容基于最新的基因组学、蛋白质组学和化学生物学研究成果，力求为生命科学、生物工程学及地球科学领域的科研人员和高级学生提供一个全面、深入且跨越生命域的适应性研究综述。它强调的是生命系统在面对严苛自然选择压力时所展现出的普遍的工程智慧和惊人的可塑性。