嗜二氧化碳菌

嗜二氧化碳菌。原图链接

嗜二氧化碳菌（英语：Capnophiles），是一类适合在高浓度二氧化碳下生存的微生物。“嗜二氧化碳菌”只是一个对这类生物进行大致描述的术语，对其所描述生物的分类和进化关系的建立贡献并不明显。

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概述

嗜碳酸饮料的人可能需要二氧化碳的代谢，而其他嗜碳酸饮料者在这些条件下只能更成功地竞争资源。该术语是一个一般性的描述性术语，作为在具有此特征的生物之间建立分类或进化关系的一种手段，其相关性较小。例如，嗜二氧化碳的人耐受（或利用）也在其环境中的氧气量的能力可能相差很大，并且对它们的生存可能更为重要。

一种弯曲杆菌是被更容易地识别，因为它们也是细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长只要游离氧的少量存在时，但以显著降低的浓度。（在地球大气中，二氧化碳的含量比氧气低约500倍，分别为氧气的0.04％和21％。）专性厌氧菌微生物是会在氧气存在下死亡的微生物，而与环境中二氧化碳的浓度无关，通常通过厌氧呼吸或发酵获取能量。

具有碳固定独特代谢

2004年，嗜炭细菌的特征是似乎需要二氧化碳。这种有机体，曼氏海棠（Mannheimia succiniciproducens），具有涉及碳固定的独特代谢。虽然固碳是地球上大多数植物生命中普遍存在的，因为固碳是光合作用（加尔文循环）过程中复杂碳化合物生物合成的关键初始步骤，但在相对较少的微生物中却没有发现。琥珀酸产甲烷球菌可以将二氧化碳连接到糖酵解的终产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，是克雷布斯周期的中间产物。尽管琥珀酸产甲烷菌在克雷布斯循环中具有大多数中间体，但它似乎无法进行有氧呼吸，而是使用富马酸酯作为最终电子受体。

存活条件

不同的嗜二氧化碳对氧气的耐受力（或利用能力）不同，而这一能力对它们能否在相关环境下存活至关重要。如属于嗜二氧化碳菌的弯曲杆菌（Campylobacter）因其也属于能在低氧气浓度下存活（氧含量非常低的环境除外）的微需氧微生物，故适合在高二氧化碳和低氧浓度环境中生存，所以容易被识别。嗜二氧化碳菌在正常大气中无法存活（在地球大气中二氧化碳的含量为0.04%，而氧气的含量为21%，大约是二氧化碳的500倍），它们常常通过无氧呼吸或发酵产生能量。

2004年，科学家发现一种名为“曼氏产琥珀酸菌”（Mannheimia succiniciproducens）的嗜二氧化碳菌有一套涉及固碳的特别代谢系统。曼氏产琥珀酸菌可以让二氧化碳与其体内磷酸烯醇丙酮酸（糖酵解的终产物）上的三碳主链结合，并生成四碳化合物草酰乙酸（一种三羧酸循环（柠檬酸循环）的中间产物）。虽然曼氏产琥珀酸菌能够生成三羧酸循环的大部分中间产物，但它却不能进行能产生大量能量的电子传递链上的最后一步，即氧化磷酸化。

致病性

当前，存在至少两个相对充分表征的包括人类病原体的嗜微生物组。弯曲杆菌可能引起肠道疾病。其他嗜好菌的病原体出现在革兰氏阴性的聚合菌中。在口腔中发现（例如，聚集性放线菌）。这些是侵袭性少年牙周炎的原因。

但是，在一些反刍动物中，嗜酸性粒细胞也是正常的菌群。尤其是从牛瘤胃中分离出琥珀酸莫氏杆菌。其不寻常的生物化学和良性特征吸引了商业兴趣。对于一部分嗜二氧化碳菌而言，二氧化碳是其代谢过程中不可或缺的物质，但高二氧化碳浓度的环境对于其它嗜二氧化碳菌而言仅有助于其争夺资源而已。