Der Einfluß des Sauerstoffpartialdruckes und der Antibiotica Actinomycin und Puromycin auf das Wachstum, die Synthese von Bacteriochlorophyll und die Thylakoidmorphogenese in Dunkelkulturen von Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung

Die Wachstumsrate (1/p; p = Proteinverdopplungszeit) von Rhodospirillum rubrum in aeroben Dunkelkulturen ist vom Sauerstoffpartialdruck abhängig. Das Optimum liegt bei 3–5 mm Hg [O₂]. Steigt die O₂-Konzentration auf 150 mm Hg [O₂] an, so vermindert sich die Wachstumsrate langsam um etwa 10%. Unterhalb 2 mm Hg fällt sie dagegen steil nach 0 ab. Die Ausbildung des gesamten Systems der Photophosphorylierung (Thylakoide, Chromatophoren) ist ein lichtunabhängiger, aber vom Sauerstoffpartialdruck direkt abhängiger Prozeß. Die Morphogenese wird induziert, wenn der Sauerstoffpartialdruck auf etwa 20 mm Hg erniedrigt wird. Das Optimum der Bacteriochlorophyll-bildung unter aeroben Dunkelbedingungen liegt bei etwa 2 mm Hg [O₂]. Die Pigmentsynthese kann durch Veränderung der Sauerstoffkonzentration induziert werden, ohne die Wachstumsgeschwindigkeit in der logarithmischen Wachstumsphase zu verändern. Eine Änderung der Wachstumsrate führt zu einer relativen Verschiebung der Syntheseraten für DNS, RNS und Protein.

Summary

The growth rate (1/p; p = time for protein doubling) of Rhodospirillum rubrum in aerobic dark cultures is dependent from the oxygen partial pressure. The optimum of growth is achieved at an oxygen partial pressure of 3 to 5 mm Hg. At 150 mm Hg [O₂] the growth rate will be reduced to 90% of the optimal rate. After lowering the oxygen partial pressure below 2 mm Hg the growth rate is dropped very strongly.

The morphogenesis of the thylakoid-or chromatophore—membranes and the biosynthesis of bacteriochlorophyll are light independent processes. The morphogenesis is started by lowering the oxygen partial pressure. The optimum of bacteriochlorophyll synthesis in dark cultures is near the oxygen concentration of 2 mm Hg. It is possible to induce the pigment synthesis by lowering the oxygen partial pressure without changing the growth rate. But a change of the growth rate implies a change of the quotient protein/RNS and RNS/DNS. After induction of bacteriochorophyll synthesis “early” proteins are synthesized which are needed for the last part of the Mg-way of tetrapyrrol synthesis.