Die Abhängigkeit der Enzymbildung bei Mycobakterien von der Züchtungstemperatur

Abstract

Though all mycobacteria are belonging to the mesophilic bacteria —M. phlei can be considered to be a facultative thermophilic species — the range of temperature in which growth is possible, is very different from species to species. Strains ofM. phlei can grow between 18°C and 52 to 54°C, that means in a range of approximately 36 centigrades; on the contrary strains ofM. ulcerans andM. marinum can grow only in a very small range of temperature, which is not more than 2 to 3 centigrades. The range of temperature for growth of the other Mycobacterium species is lying between these two extreme ranges. Till now the reason for these differences is unknown. Therefore strains of some Mycobacterium species were grown at different temperatures and the production of some enzymes (urease, nicotineamidase, pyrazineamidase, acetamidase and nicotine acid hydroxylase) was determined. The following results were obtained: In the range between 27 and 37°C the enzymatic efficiency of strains with a low temperature optimum of growth(M. thamnopheos) shows a slightly decreasing tendency while that of strains with a higher temperature optimum(M. phlei, M. smegmatis) is slightly increasing. In the range above 42°C the production of enzymes and consequently also the enzymatic efficiency is very different, that of nicotineamidase and pyrazineamidase is strongly increased, while that of nicotinic acid hydroxylase and urease is decreased. The significance of these findings for the different temperature ranges of growth of mycobacteria will be discussed.

Zusammenfassung

Alle Mycobakterien gehören zu den mesophilen Bakterien.Mycobacterium phlei könnte man zu den fakultativ thermophilen Species zählen. Der Temperaturbereich, in welchem Mycobakterien sich zu vermehren vermögen, ist von Species zu Species sehr unterschiedlich. Stämme vonM. phlei wachsen im Bereich von 18 bis etwa 54°C, also in einem Bereich von 36 C-Graden, während Stämme vonM. ulcerans undM. marinum lediglich in einem sehr begrenzten Temperaturbereich wachsen, der nicht größer als 2–3 C-Grade ist. Der Temperaturbereich des Wachstums aller anderen Mycobacterium-Species liegt zwischen diesen beiden extremen Bereichen. Die Ursachen für diese Unterschiede sind bisher nicht bekannt. Es wurden daher Stämme einiger Mycobacterium-Species bei verschiedenen Temperaturen vorgezüchtet und die Bildung einiger Enzyme wie z. B. Urease, Nicotinamidase, Pyracinamidase, Acetamidase und Nicotinsäurehydroxylase bestimmt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten: Im Temperaturbereich des Wachstums zwischen 27 und 37°C zeigt die enzymatische Leistung von Stämmen mit einem niedrigen Temperaturoptimum wie z. B.M. thamnopheos eine leicht fallende Tendenz, während die enzymatische Leistung von Stämmen mit einem höheren Temperaturoptimum wie z. B.M. phlei undM. smegmatis eine leicht ansteigende Tendenz besitzt. Im Bereich oberhalb 42°C ist die Bildung der Enzyme und folglich auch die enzymatische Leistung sehr unterschiedlich. Die Bildung der Nicotinamidase und Pyrazinamidase ist stark erhöht, die der Nicotinsäurehydroxylase und Urease dagegen stark erniedrigt. Die Bedeutung dieser Befunde für die Ursache der unterschiedlichen Wachstumstemperaturbereiche der Mycobakterien wird diskutiert.