嗜二氧化碳菌

嗜二氧化碳菌。原圖鏈接

嗜二氧化碳菌（英語：Capnophiles），是一類適合在高濃度二氧化碳下生存的微生物。「嗜二氧化碳菌」只是一個對這類生物進行大致描述的術語，對其所描述生物的分類和進化關係的建立貢獻並不明顯。

目錄

概述

嗜碳酸飲料的人可能需要二氧化碳的代謝，而其他嗜碳酸飲料者在這些條件下只能更成功地競爭資源。該術語是一個一般性的描述性術語，作為在具有此特徵的生物之間建立分類或進化關係的一種手段，其相關性較小。例如，嗜二氧化碳的人耐受（或利用）也在其環境中的氧氣量的能力可能相差很大，並且對它們的生存可能更為重要。

一種彎曲桿菌是被更容易地識別，因為它們也是細菌嗜二氧化碳菌微需氧微生物，微生物可以在高的二氧化碳生長只要游離氧的少量存在時，但以顯著降低的濃度。（在地球大氣中，二氧化碳的含量比氧氣低約500倍，分別為氧氣的0.04％和21％。）專性厭氧菌微生物是會在氧氣存在下死亡的微生物，而與環境中二氧化碳的濃度無關，通常通過厭氧呼吸或發酵獲取能量。

具有碳固定獨特代謝

2004年，嗜炭細菌的特徵是似乎需要二氧化碳。這種有機體，曼氏海棠（Mannheimia succiniciproducens），具有涉及碳固定的獨特代謝。雖然固碳是地球上大多數植物生命中普遍存在的，因為固碳是光合作用（加爾文循環）過程中復雜碳化合物生物合成的關鍵初始步驟，但在相對較少的微生物中卻沒有發現。琥珀酸產甲烷球菌可以將二氧化碳連接到糖酵解的終產物磷酸烯醇丙酮酸的三碳骨架上，生成四碳化合物草酰乙酸，是克雷布斯週期的中間產物。儘管琥珀酸產甲烷菌在克雷布斯循環中具有大多數中間體，但它似乎無法進行有氧呼吸，而是使用富馬酸酯作為最終電子受體。

存活條件

不同的嗜二氧化碳對氧氣的耐受力（或利用能力）不同，而這一能力對它們能否在相關環境下存活至關重要。如屬於嗜二氧化碳菌的彎曲桿菌（Campylobacter）因其也屬於能在低氧氣濃度下存活（氧含量非常低的環境除外）的微需氧微生物，故適合在高二氧化碳和低氧濃度環境中生存，所以容易被識別。嗜二氧化碳菌在正常大氣中無法存活（在地球大氣中二氧化碳的含量為0.04%，而氧氣的含量為21%，大約是二氧化碳的500倍），它們常常通過無氧呼吸或發酵產生能量。

2004年，科學家發現一種名為「曼氏產琥珀酸菌」（Mannheimia succiniciproducens）的嗜二氧化碳菌有一套涉及固碳的特別代謝系統。曼氏產琥珀酸菌可以讓二氧化碳與其體內磷酸烯醇丙酮酸（醣酵解的終產物）上的三碳主鏈結合，並生成四碳化合物草醯乙酸（一種三羧酸循環（檸檬酸循環）的中間產物）。雖然曼氏產琥珀酸菌能夠生成三羧酸循環的大部分中間產物，但它卻不能進行能產生大量能量的電子傳遞鏈上的最後一步，即氧化磷酸化。

致病性

當前，存在至少兩個相對充分錶徵的包括人類病原體的嗜微生物組。彎曲桿菌可能引起腸道疾病。其他嗜好菌的病原體出現在革蘭氏陰性的聚合菌中。在口腔中發現（例如，聚集性放線菌）。這些是侵襲性少年牙周炎的原因。

但是，在一些反芻動物中，嗜酸性粒細胞也是正常的菌群。尤其是從牛瘤胃中分離出琥珀酸莫氏桿菌。其不尋常的生物化學和良性特徵吸引了商業興趣。對於一部分嗜二氧化碳菌而言，二氧化碳是其代謝過程中不可或缺的物質，但高二氧化碳濃度的環境對於其它嗜二氧化碳菌而言僅有助於其爭奪資源而已。