Summary
If the oxygen partial pressure in growing cultures of Rhodospirillum rubrum, Rhodopseudomonas spheroides, and Rhodopseudomonas capsulata is slowly lowered the level of reduced nicotinamide-adenine dinucleotide is strongly increased but not before the pO2 is dropped beneath 0.2–0.5 mm Hg.
A very quick change from aerobic to strict anaerobic conditions in a dense suspension of R. rubrum causes a significant overreduction of the nicotinamide-adenine dinucleotides. After switching on the aeration an overoxidation is observable.
The reduction of cytochromes b and c2 obeys the same kinetics as the reduction of NAD(P)+. A sudden aeration is followed by an overoxidation, which continues for more than 1 min.
The changes in the ratio of the reduced to the oxidised states of the nicotinamide-adenine dinucleotide and the cytochromes are correlated to the breakdown of the metabolism (oxidative phosphorylation). But the synthesis of bacteriochlorophyll is induced by a decrease of oxygen partial pressure down to 50- mm Hg (depended from the organism). It has been shown in these experiments that the induction of the synthesis of bacteriochlorophyll in the dark by changing the pO2 is not directly correlated to the change in the redox state of NAD(P)+/NAD(P)H and of the cytochromes b and c2.
Zusammenfassung
Der Gehalt an reduzierten Nicotinamid-adenin-dinucleotiden bei Rhodospirillum rubrum, Rhodopseudomonas spheroides und Rps. capsulata wird beim Absenken des pO2 erst zwischen 0,2 und 0,5 mm Hg deutlich erhöht.
Beim schnellen Wechsel (dichte Bakteriensuspension) zur Anaerobiose tritt bei R. rubrum eine deutliche Überreduktion der Nicotinamid-adenin-dinucleotide ein und bei erneuter Belüftung eine Überoxydation.
Der Reduktionszustand der Cytochrome b+c2 und c2 (Differenzspektren 422 mμ bzw. 426 mμ oder 428 mμ minus 405 mμ und 550 mμ minus 545 mμ bzw. 550 mμ minus 560 mμ) erhöht sich etwa zur gleichen Zeit wie die Konzentration von NAD(P)H. Bei erneuter Belüftung tritt immer eine Überoxydation ein, die über 1 min andauern kann.
Die änderung des Redoxgleichgewichts von NAD(P)+/NAD(P)H und der Cytochrome ist korreliert mit dem Zusammenbruch des Energiestoffwechels (oxydative Phosphorylierung), zeigt aber keine Beziehung zum Beginn der Bakteriochlorophyll-synthese unter semiaeroben Wachstumsbedingungen, die schon bei höherem pO2 erfolgt.
Damit konnte gezeigt werden, daß die Induktion der BChl.-Synthese in Dunkelkulturen durch Änderung des O2-Partialdruckes in keinem direkten Zusammenhang zur Änderung des Redoxgleichgewichtes von NAD(P)+/NAD(P)H und der Cytochrome b und c2 steht.
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Abbreviations
- NAD(P):
-
Nicotinamid-adenin-dinucleotid + Nicotinamid-adenin-dinucleotid-phosphat
- pO2 :
-
Sauerstoffpartialdruck
- BChl.:
-
Bacteriochlorphyll
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Schön, G., Drews, G. Der Redoxzustand des NAD(P) und der Cytochrome b und c2 in Abhängigkeit vom pO2 bei einigen Athiorhodaceae . Archiv. Mikrobiol. 61, 317–326 (1968). https://doi.org/10.1007/BF00409668
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