Über die Reduktion der Salpetersäure in grünen Zellen

Als Schimper ¹ fand, daß der Nitratgehalt grüner Blätter nur bei Bestrahlung merklich abnahm, sprach er die Vermutung aus, die Nitrat-assimilation in grünen Pflanzen sei ein lichtchemischer Vorgang und als solcher der Kohlensäureassimilation an die Seite zu stellen. In der Form, in der sie geäußert wurde, hat diese Auffassung einer späteren Kritik nicht standgehalten. Die Stickstoffbilanzen, die Godlewski ² für dunkel und hell gezogene Weizenkeimlinge aufstellte, lassen keinen Zweifel daran, daß Nitrate auch im Dunkeln assimiliert werden können; allerdings war die Verwertung bei Bestrahlung eine bessere, Godlewski faßte daher seine Ergebnisse in dem heute allgemein angenommenen Satze zusammen, daß „das Licht auf die Verarbeitung der Nitrate — begünstigend einwirkt“.

Die Fähigkeit, Nitrate oder Nitrogruppen zu reduzieren, ist nicht auf die nitratassimilierenden Organismen beschränkt. Schönbein ³ beobachtete, daß rote Blutkörperchen Nitrate in Nitrite überführen.

Nach Neuberg und Welde ¹ verwandelt gärende Hefe Nitrobenzol in Anilin; als Zwischenstufen nimmt Neuberg Nitrosobenzol und Phenyl-hydroxylamin an, da auch diese Stoffe durch gärende Hefe zu Anilin reduziert werden².

Organbreie und zellfreie Flüssigkeiten tierischer oder pflanzlicher Herkunft reagieren vielfach mit Nitratsauerstoff, wobei niedrigere Oxydationsstufen des Stickstoffs entstehen; man spricht in diesem Fall von „Reduktasen“. In der Schardingschen Milchprobe kann das Methylenblau nach Bach ³ durch Nitrat vertreten werden, an Stelle von Methylenweiß bildet sich dann Nitrit.

Als Zwischenstufe der Nitratreduktion betrachtet B. Moore ⁴ salpetrige Säure und vermutet, daß diese in bestrahlten grünen Blättern entsteht; er stützt sich dabei auf die bekannte Tatsache, daß kurzwellige Strahlung Nitrat in Nitrit und Sauerstoff spaltet⁵.

In nitratassimilier enden Zellen tritt normalerweise die Reduktion der Salpetersäure gegen die Oxydation der Brennstoffe völlig zurück und konnte deshalb nie direkt gemessen werden. Durch einen einfachen Kunstgriff gelang es, die Geschwindigkeit der Nitratreduktion so zu steigern, daß sie der Geschwindigkeit der übrigen Zellvorgänge gleichkam oder diese sogar übertraf. Als Versuchsobjekt diente eine kleine isoliert wachsende Grünalge, Chlorella pyrenoidea Chick, aus dem Formenkreis der Chlorella vulgaris Beyerink⁶. Bringt man diese Alge in konzentriertere Nitratlösungen oder in Lösungen verdünnter freier Salpetersäure, so beobachtet man keine oder nur eine unbedeutende Beschleunigung der Nitratreduktion. Da undissoziierte Säuremoleküle im Gegensatz zu Salzen und Ionen vielfach schnell in lebende Zellen eindringen, lag es nahe, weitere Versuche mit höheren Konzentrationen an undissoziierter Salpetersäure anzustellen, also mit Gemischen von Salpetersäure und Nitrat. Wurde die Alge in derartige Gemische eingebracht, so stieg die Geschwindigkeit der Nitratreduktion zu außerordentlich hohen Beträgen an, indem sie im Dunkeln durchschnittlich 70%, bei Bestrahlung 200% des Gesamtstoffwechsels ausmachte, in beiden Fällen mithin ohne Schwierigkeiten direkt gemessen werden konnte. Hierbei blieb die Alge etwa 10 Stunden unverändert grün und teilungsfähig.