细菌视紫红质是由嗜盐菌质膜在光照与低氧条件下形成的紫膜核心组分，属于含视黄醛的色素蛋白。其分子量约为2.6万道尔顿，由7个跨膜α螺旋多肽链构成，氨基酸组成特含12%芳香族氨基酸而未含半胱氨酸。该蛋白通过光驱动质子泵功能建立跨膜电位差，实现光能向化学能的转化。1971年首次被发现后，其结构解析推动了光遗传学技术发展，在生物材料、光电探测等领域展现出应用潜力。

细菌视紫红质由248个氨基酸组成，形成七个垂直排列的跨膜α螺旋结构。其生色团视黄醛通过希夫碱基共价连接于第216位赖氨酸残基，形成三维六角晶格排列。三维结构解析显示，该蛋白在膜内呈现环形六聚体排列，每个单体包含三个质子传导通道。

实验研究表明，其氨基酸组成中芳香族氨基酸占比达12%，且完全不含半胱氨酸，这种特性有利于维持跨膜结构的稳定性。2025年南极菌株研究发现，该蛋白与类胡萝卜素的复合物中，两者最邻近原子间距仅为0.25纳米，揭示了光捕获复合物的精密结构。

1971年德国科学家Dieter Oesterhelt与Walther Stoeckenius通过X射线衍射技术，在盐生盐杆菌的紫色膜组分中发现该蛋白。1999年研究确认其分子量为26000道尔顿，成为首个完成全序列分析的跨膜蛋白。

后续研究揭示该蛋白的基因编码特征，1995年通过基因转入非洲爪蟾卵母细胞的实验，验证了其光激活质子泵的电压依赖特性。2025年发酵实验成功将其产量提升35.4%，采用差速离心结合蔗糖密度梯度离心法获得纯度85.3%的活性蛋白。

作为光驱动质子泵，该蛋白在光照下触发视黄醛异构化，通过光循环过程完成质子跨膜转运。具体机制包括：

该过程可在皮秒级时间内产生电流响应，建立膜内外电位差驱动ATP合成。2025年研究证实，其与PVA、PLGA等材料复合制备的薄膜仍保持光致变色特性，响应速度达5皮秒。

在生物材料领域，该蛋白被用于开发：

2025年研究显示，其与玉米黄质复合物可吸收地表大部分太阳能，为光捕获材料开发提供新思路。在工业应用方面，优化发酵条件使产量达26.8mg/L，采用冷冻干燥技术可实现长期保存。

1975年Richard Henderson完成首张2.9Å分辨率的三维结构图谱，证实其作为离子通道的功能特性。2025年通过Chai-1分子模型预测了南极细菌Hymenobacter psoromatis（菌株PAMC26554）的蛋白-类胡萝卜素结合模式，验证了能量转移机制。在稳定性方面，该蛋白可耐受80℃高温且在常温下保持活性达2年以上。

基因工程改良方面，2025年实验证明通过酵母浸粉浓度优化可显著提升表达量，最佳培养基组分为酸水解酪蛋白25g/L、氯化钠180g/L。基于该蛋白开发的生物芯片数据密度已达传统硅基芯片的300倍。