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這周我在休假，所以這是一篇舊文章，它於2010年7月1日發表在我的舊部落格“實驗鼠的生活”上。
原核生物在生物化學多樣性和所征服的環境多樣性方面，無疑是最成功的超界。 細菌可以在各種不利條件下生存； 從高鹼性湖泊到冰點以下的溫度，再到熱火山噴口，在某些情況下，火山噴口的溫度可能接近水的沸點。
熱袍菌屬是一個小的細菌屬，包含一些已知的最嗜超高溫的物種，有些能夠在 90°C 下生存，儘管大多數更喜歡 70-80°C 的較低溫度。 它被稱為“thermotoga”（熱袍菌屬），因為它生活在高溫（thermo）下，並含有一種被稱為“toga”（袍）的特徵性外細胞膜。
關於在極高溫度下生存的細菌，最有趣的事情之一是它們的酶。 大多數普通酶會在極高溫度下分解和變性，因此像熱袍菌屬這樣的細菌通常會有自己特殊的酶組。 這些酶通常引起進行工業過程的人們的極大興趣，因為所有工業過程都在較高溫度下進行。 PCR 方案中最重要的酶（Taq 聚合酶，它在高達 80°C 的溫度下合成 DNA）是從一種海洋嗜熱古菌中分離出來的。
關於熱袍菌屬的另一個令人興奮的事情是它具有產生氫氣的能力。 在實驗室中，它利用來自酵母提取物或蛋白腖的碳水化合物形成糖類，這些糖類被氧化成二氧化碳或乙酸。 如果質子被用作電子受體，它們會在二氧化碳形成時被還原成氫氣。 從葡萄糖中獲得氫氣的產量非常高，在許多情況下可以接近理論最大產量（一摩爾葡萄糖產生四摩爾氫氣）。 這幾乎是其他細菌產氫菌所能獲得的量的兩倍。 由於這個過程是在高溫下進行的，因此參與該過程的酶有可能在高溫反應器內部使用。
新熱袍菌有可能產生所有細菌中最高的氫氣產量之一，因為它能夠進行微需氧呼吸。 這意味著理論上細胞可以有氧氧化少量葡萄糖，產生足夠的能量來確保所有剩餘的葡萄糖透過產生氫氣的途徑被完全氧化。 迄今為止，尚未確定這些生物體內利用氧氣的代謝途徑，但氫氣的產生似乎幾乎完全依賴於厭氧過程。
由於對熱袍菌屬產氫的研究主要集中在生產率的產量問題上，因此穩定性和所需底物都需要解決，以便充分理解該過程並有可能在工業環境中實施。 生物質濃度也存在問題，這受到限制，可能是由於自由流動的生物膜（也可能是由於周圍細胞壁莢膜的袍狀性質）。 然而，即使大規模氫氣生產被證明在這些微生物中不可行，對用於在高溫下產生氫氣的酶促過程的研究也可能具有超出使用整個細菌進行氫氣生產的應用。
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Van Ooteghem, S.，Beer, S.，& Yue, P. (2002). 嗜熱細菌新熱袍菌產氫。《應用生物化學與生物技術》，98-100 (1-9), 177-190 DOI: 10.1385/ABAB:98-100:1-9:177