好熱菌
好熱菌の至適生育温度は80°C以上であるが、この温度の高さが引き起こす生化学的な問題として以下が知られている。1タンパク質が変成する。2核酸(DNAとRNA)の二本鎖も変成して解離しやすくなる。3真核生物や細菌の膜脂質のように、炭化水素部分とグリセロール部分との間の結合がエステル結合の場合、切断されやすい。4一部の代謝中間体は熱により分解されやすい。
また、好熱菌の生息する自然環境(熱水噴出孔や陸上温泉)の温度は至適生育温度以上に上昇することもありうる。このため、超好熱菌であっても熱ショック応答の機構を有している。この応答機構は転写因子により誘導される。
タンパク質の変成については、好熱菌はイオン結合を増やすことでこれを抑制している。イオン結合を形成するアミノ酸(Arg, Glu, Val)のタンパク質中での割合が好熱菌では高く、逆にAsn, Asp, Cys, Gln, Serの割合は低い。典型的な例はO-メチルグアニン-DNAメチル転移酵素(MGMT)である。超高熱菌であるThermococcus kodakarensisのMGMT(Tk-MGMT)と、大腸菌由来のMGMT相当タンパク質(適応応答制御タンパク質のC末端側ドメイン:AdaC)を比較すると、前者の表面で荷電性アミノ酸残基のイオン結合がより多く存在することがわかる。また、Tk-MGMTでα-ヘリックス内および2つのα-ヘリックス間においてもより多い。さらに、AdaCと比べてTk-MGMTは分子内部により多くの芳香族アミノ酸を含み、疎水性相互作用の増強も熱安定性の向上に寄与していると考えられている。