耐盐性是指能耐受高浓度盐类环境而生长发育的性质，耐盐是一个复杂的生理生化过程，涉及诸多基因、蛋白质以及各种耐盐机制的相互协调，其中主要的耐盐机制包括以下几个方面。
一、渗透相容性物质
渗透相容物质指与细胞内体系相容而不影响其它生物大分子功能的溶质，其机理为：渗透相容性物质大多是两性分子，能够稳定蛋白质分子表面的水化层并与细胞内的蛋白质发生弱的相互作用，从而起到保持细胞内蛋白质活性的作用。细胞内主要的渗透调节物质包括氨基酸及其衍生物，糖醇类及其衍生物，四氢嘧啶等极性、易溶的小分子有机物质。如不动杆菌积累谷氨酸和糖醇，酵母菌积累甘油和海藻糖。
二、离子通道
高盐环境中，Na+/H+逆向转运蛋白在维持细胞离子平衡方面起着重要的作用，Na+/H+逆向转运蛋白能够将H+梯度转化为Na+梯度，进而将Na+从细胞质中排出[9], H+运到细胞内，细胞内的 H+通过质膜上的 H+-ATPase再运到细胞外[16]。Na+/H+逆向转运蛋白包括四种：NhaA, NhaB, NhaC和NhaD，其中NhaA含量较高，亲和性低，研究较为透彻，而NhaB含量低，亲和性高，只有NhaA缺乏的情况下，NhaB才发挥作用[1]。
嗜盐菌的正常生长虽然需要高钠的环境，对Na+具有依存性，它们的嗜盐机理为人们研究耐盐机理提供了一定的依据。其中，嗜盐菌对Na+的依存性[4,10]体现为：1）Na+与细胞膜发生特异性相互作用，增加细胞膜的机械强度；2）运载氨基酸和糖类需要有Na+,嗜盐菌细胞膜上存在一种氨基酸-Na+泵；3）细胞壁中含有高量酸性氨基酸，如天冬氨酸，谷氨酸等，细胞壁表面为负电荷区域，与环境中的Na+结合，有利于维持细胞的壁的稳定性。
三、嗜盐酶
嗜盐菌的酶需要高盐环境下才能具有活性，低盐浓度下没有活性，如红皮盐杆菌的异柠檬酸脱氢酶[4]。不同盐杆菌属的核苷二磷酸激酶均有154个氨基酸，其中只有31位的氨基酸不同，这种差异将影响菌株的耐盐性，其中盐杆菌属quadrata 31位是精氨酸，在六聚体的核甘二磷酸激酶该精氨酸以氢键与其他氨基酸相连，维持结构表面的负电荷，从而易于耐受高盐浓度[7]。
四、紫膜
有些嗜盐菌细胞膜含有四种不同色素蛋白：视黄醛蛋白,即细胞视紫红质、氯视紫红质、感光视紫红质及感光视紫红质。菌视紫素的视觉色基(发色团)通常以一种全) 反式结构存在于膜内侧,它可被激发并随着光吸收暂时转换成顺式状态, 这种转型作用的结果使H+质子经转移到膜的外面,随着菌视紫素分子的松弛和黑暗时吸收细胞质中的质子,顺式状态又转换成更为稳定的全) 反式异构体, 再次的光吸收又被激发, 转移H+,如此循环,形成质膜上的H+质子梯度差,即H+泵,产生电化势,菌体利用这种电化势在ATP酶的催化下,进行ATP 的合成,为菌体贮备生命活动所需要的能量.
六、分子伴侣
与耐盐性相关的分子伴侣主要包括晚期胚胎丰富蛋白和热激蛋白等，热激蛋白(Hsp)是一类受高温或其它逆境诱导而表达提高的分子伴侣，能帮助蛋白的正常折叠或重折叠、膜间转运，以及受损蛋白的降解及清除等。细胞中主要的热激蛋白包括smHsp、Hsp60、Hsp70[11,12]、Hsp90[11,12]、Hsp100等，高盐条件下这些蛋白质的基因表达将大幅增加。 |