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Archiv für Mikrobiologie

, Volume 58, Issue 4, pp 380–409 | Cite as

Chemolithotrophes Wachstum von Hydrogenomonas H16 im Chemostaten mit elektrolytischer Knallgaserzeugung

  • E. Schuster
  • H. G. Schlegel
Article

Zusammenfassung

Ein Chemostat zur Kultur von Knallgasbakterien mit begrenzenden Konzentrationen von Wasserstoff und Sauerstoff wird beschrieben. Die Gase werden durch Elektrolyse des Mineralmediums erzeugt. Durch Verwendung von zwei Anoden, von denen die eine außerhalb des Kulturgefäßes angeordnet ist, läßt sich das Verhältnis H2/O2 innerhalb weiter Grenzen verändern. Zur Steuerung und Veränderung der Flußrate zwischen 20 und 720 ml/Std dient ein Tropfenzähler mit Platinkontakten, ein Magnetventil und ein Impulsgeber.

Wurde Hydrogenomonas H 16 in statischer Kultur mit H2 oder O2-Begrenzung herangezogen, so nahmen die Rate der Gasaufnahme und die Hydrogenase-Aktivität mit zunehmendem Alter der Kultur ab. In kontinuierlicher Kultur mit Wasserstoff als wachstumsbegrenzendem Faktor wurden die Beziehungen zwischen Wachstumsrate, Bakterienkonzentration und Wasserstoffverbrauch untersucht. Bei gleichen Wachstumsraten unter Begrenzung des Wachstums a) durch Wasserstoff und b) durch Sauerstoff wurden einige Stoffwechsel-Aktivitäten miteinander verglichen. Wurde das Wachstum durch Wasserstoff begrenzt, so war der Gehalt an Poly-β-hydroxybuttersäure gering und die Aktivitäten von Hydrogenase und Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase waren hoch. Bei Begrenzung des Wachstums durch Sauerstoff häuften die Zellen Poly-β-hydroxybuttersäure bis zu 23% des Trockengewichts an; die Aktivitäten der Hydrogenase und Glycerinaldehydphosphat-Dehydrogenase waren gering. Das H2/CO2-Verhältnis betrug bei Begrenzung durch Wasserstoff 9,1, bei Begrenzung durch Sauerstoff 4,6. Die spezifischen Aktivitäten anderer Enzyme (Phosphoglycerokinase und NADP-spezifische Glutamat-Dehydrogenase) unterschieden sich nicht nennenswert.

Chemolithotrophic growth of hydrogenomonas H16 using electrolytic production of hydrogen and oxygen in a chemostat

Summary

A chemostat for growing Knallgasbacteria with limiting concentrations of hydrogen or oxygen is described. Both gaseous components were produced by electrolysis of the mineral medium. By using two anodes, one of which was located outside the culture vessel, the proportion of hydrogen and oxygen could be varied within wide limits. An electronic control unit consisting of a magnetic valve, a drop counter with platinum contacts and a timer was used to control and vary the flowrate from 20 to 720 ml/hour.

When Hydrogenomonas H 16 was grown with limiting hydrogen or oxygen concentrations in static culture, the rate of gas uptake and hydrogenase activity of the cells declined concomitantly. In continuous culture with hydrogen as the growth limiting factor, the relationships between growth, cell density and hydrogen consumption were investigated. At equal growth rates some metabolic activities were compared. With hydrogen as the limiting factor, the amount of poly-β-hydroxy-butyric acid was negligable, however, the specific activities of hydrogenase and glyceraldehyde phosphate dehydrogenase were high. With oxygen as the limiting factor the cells accumulated poly-β-hydroxybutyric acid up to 23% of the dry weight; the activities of hydrogenase and glyceraldehyde phosphate dehydrogenase were low. The H2/CO2-ratio was 9.1 with hydrogen limitation and 4.6 with oxygen limitation. The specific activities of other enzymes (phosphoglycerokinase, NADP-specific glutamate-dehydrogenase) did not significantly differ under either condition.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1967

Authors and Affiliations

  • E. Schuster
    • 1
    • 2
  • H. G. Schlegel
    • 1
  1. 1.Institut für Mikrobiologie der Universität GöttingenGöttingenDeutschland
  2. 2.Dept. of ChemistryWashington State UniversityPullmanUSA

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