Radiochemische Methode zur Untersuchung der endogenen Atmung von Bakteriensporen

Zusammenfassung

Eine radiochemische Methode zur Bestimmung der endogenen Atmung von Bakteriensporen wird beschrieben. Durch Assimilation von radioaktivem Kohlendioxid mit Hilfe eines grünen Blattes und dessen Extraktion mit Wasser und Säure wird eine Nährlösung für die Züchtung radioaktiver Bakterien gewonnen. Diese wurden vom Nährboden mit isotoner Kochsalzlösung getrennt und zur Versporung gebracht. Die spezifische Aktivität der Sporen war im besten Versuch 3 · 10³ Zerfälle pro Minute und Milligramm Sporen.

Für die Atmungsversuche wurden etwa 30 mg Sporen bei bestimmter Temperatur in Kochsalzlösung in Suspension gehalten. Anschließend wurde das während dieser Inkubation entwickelte radioaktive Kohlendioxid mit einer bekannten Menge inaktiven Kohlendioxids ausgetrieben, in Lauge absorbiert und schließlich mit Barium gefällt. Das aus dem Niederschlag freigesetzte Kohlendioxid wurde im Gaszählrohr gemessen. Die Radioaktivität dient als Maß für den veratmeten Teil der Sporensuspension.

Bei Zimmertemperatur liegt die Sporenatmung etwa dreimal, bei 37° etwa neunmal höher als bei 0° C.

Die vegetativen Formen vonBacillus mesentericus veratmen pro Stunde 1,7% ihrer Trockenmasse. Unter der Annahme, daß diese zu 50% aus Kohlenstoff besteht und daß der respiratorische Koeffizient gleich 1 ist, entspricht diese endogene Atmung einem$Q_{O_2 }$-Wert von 16. Die endogene Atmung der Sporen ist 255mal kleiner als die der vegetativen Formen. Ihr entspricht ein$Q_{O_2 }$-Wert von 0,06. Vom Standpunkt der Stoffwechselökonomie der Bakterien ist die Herabsetzung der Atmungsleistung bei der Versporung sehr bemerkenswert.

Summary

A radiochemical method is described for determining the endogenic respiration of bacterial spores. A nutrient solution for the cultivation of radioactive bacteria was obtained by the assimilation of radioactive carbon dioxide with the aid of a green leaf and its extraction with water and acid. These bacteria were separated from the nutrient medium by means of isotonic sodium chloride solution and brought to the spore stage. The specific activity of the spores in the best experiments was 3 · 10³ disintegrations per minute and milligram spores.

About 30 mg of the spores were kept suspended in sodium chloride solution at a particular temperature for the respiration experiments. Subsequently, the radioactive carbon dioxide evolved during this incubation was driven out by means of a known amount of inactive carbon dioxide, absorbed in alkali, and finally precipitated with barium. The carbon dioxide liberated from the precipitate was measured in a gas counting tube. The radioactivity serves as a measure of the respiration of the spore suspension.

At room temperature the spore respiration is approximately three times higher than at 0° C, at 37° about 9 times higher.

The vegetative forms ofBacillus mesentericus respire 1,7% of their dry mass per hour. Assuming that this consists of 50% carbon and that the respiratory coefficient is equal to 1, this endogenic respiration corresponds to a$Q_{O_2 }$ value of 16. The endogenic respiration of the spores is 255 times smaller than that of the vegetative forms. This corresponds to a$Q_{O_2 }$-value of 0,06.

The lowering of the respiration performance in the spore state is very noteworthy from the standpoint of the metabolic economy.

Résumé

On décrit une méthode radiochimique pour déterminer la respiration endogène de spores bactériennes. On obtient une solution nutritive pour les bactéries radioactives en faisant assimiler du gaz carbonique radioactif par une feuille verte et en effectuant l'extraction par l'eau et par un acide. Elles sont séparées du bouillon de culture par une solution isotonique de chlorure de sodium et utilisées pour la multiplication des spores. L'activité spécifique des spores a atteint 3 · 10³ désintégrations par minute et par milligramme de spores avec la meilleure expérience.

Pour les expériences portant sur la respiration, on a maintenu en suspension 30 mg environ de spores, à température déterminée dans une solution de chlorure de sodium. Le gaz carbonique radioactif qui avait pris naissance pendant cette incubation a été finalement chassé par une quantité connue de gaz carbonique inactif, absorbé par de la soude, puis précipité par le baryum. On a dosé avec un tube compteur pour gaz le CO₂ libéré par le précipité. On utilise la radioactivité comme mesure de la respiration par les spores en suspension.

A température ambiante, la respiration des spores est environ 3 fois plus forte qu'à 0° C et à 37° environ 9 fois plus.

Les formes végétatives deBacillus mesentericus respirent 1,7% de leur poids sec par heure. En supposant que celui-ci soit constitué par 50% de carbone et que le coefficient respiratoire soit égal à un, cette respiration endogène correspond à une valeur$Q_{O_2 }$ de 16. La respiration endogène des spores est 255 fois plus petite que celle des formes végétatives. Il lui correspond une valeur$Q_{O_2 }$ de 0,06. Du point de vue de l'économie du métabolisme des bactéries, la diminution du pouvoir respiratoire pendant la multiplication des spores constitue un phénomène très intéressant.