专性厌氧菌

专性厌氧菌是被正常大气浓度的氧气(20.95%O2)杀死的微生物。不同物种的氧气耐受性不同，一些物种能够在高达8%的氧气中存活，而其他物种在氧气浓度大于0.5%的环境中会失去活力。

因为分子氧在最高占据分子轨道中含有两个不成对电子，所以它很容易被还原成超氧化物（O）−2)和过氧化氢(H2哦2)单元格内。这两种产物之间的反应导致形成游离羟基自由基(OH.)。超氧化物、过氧化氢和羟​​基自由基是一类被称为活性氧(ROS)的化合物，它们是对微生物（包括专性厌氧菌）有害的高反应性产物。好氧生物产生超氧化物歧化酶和过氧化氢酶来解毒这些产物，但专性厌氧菌产生的这些酶非常少，或者根本不产生。（专性厌氧菌（<0.5至8%O2）的氧耐受性的变化被认为反映了产生的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的数量。）。

Carlioz和Touati(1986)进行的实验支持活性氧可能对厌氧菌有毒的观点。大肠杆菌是一种兼性厌氧菌，通过删除超氧化物歧化酶基因而发生突变。在氧气存在的情况下，这种突变导致无法正确合成某些氨基酸或在代谢过程中使用常见的碳源作为底物。在没有氧气的情况下，突变的样本正常生长。2018年，卢等人。发现在哺乳动物消化道中发现的专性厌氧菌Bacteroidesthetaiotaomicron中，暴露于氧气会导致超氧化物水平增加，从而使重要的代谢酶失活。

溶解氧会增加溶液的氧化还原电位，而高氧化还原电位会抑制一些专性厌氧菌的生长。例如，产甲烷菌在低于-0.3V的氧化还原电位下生长。硫化物是某些酶的必需成分，分子氧将其氧化形成二硫化物，从而使某些酶失活（例如固氮酶）。生物体可能无法在这些必需酶失活的情况下生长。由于缺乏生物合成的还原当量，生长也可能受到抑制因为在还原氧气时电子会耗尽。

专性厌氧菌通过厌氧呼吸或发酵将营养物质转化为能量。在有氧呼吸，从生成的丙酮酸糖酵解转化为乙酰-CoA。然后通过TCA循环和电子传输链分解。无氧呼吸与有氧呼吸的不同之处在于它在电子传递链中使用除氧之外的电子受体。替代电子受体的例子包括硫酸盐、硝酸盐、铁、锰、汞和一氧化碳。

发酵不同于无氧呼吸在于：从所产生的丙酮酸的糖酵解被（即不存在分解而没有电子传递链的参与氧化磷酸化）。存在多种发酵途径，例如乳酸发酵、混合酸发酵、2-3丁二醇发酵，其中有机化合物被还原为有机酸和酒精。

无氧呼吸和发酵的能量产量（即产生的ATP分子数）低于有氧呼吸。这就是为什么兼性厌氧菌，它可以在有氧和无氧状态下代谢能量，优先在有氧状态下代谢能量。当兼性厌氧菌在巯基乙酸盐肉汤中培养时，这是可以观察到的。

专性厌氧菌存在于无氧环境中，例如动物的肠道、深海、静水、垃圾填埋场、土壤深层沉积物中。专性厌氧的实例细菌属包括放线菌，拟杆菌属，梭菌属，梭杆菌属，消化链球菌，卟啉单胞，普雷沃，丙酸，和韦荣球菌。梭菌属是内生孢子-形成细菌，并且可以在这种休眠形式的大气氧气浓度中存活。列出的其余细菌不形成内生孢子。

在若干种分枝杆菌，霉菌和红球菌个属是专性厌氧生物的例子在土壤中发现的。在人类和其他动物的消化道以及反刍动物的xxx个胃中也发现了专性厌氧菌。