Skip to main content
Log in

Untersuchungen über Wachstum und Speicherstoffsynthese von Hydrogenomonas

  • Published:
Archiv für Mikrobiologie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

  1. 1.

    Aus Erd-und Schlammproben wurden zehn fakultativ chemolithotroph wachsende Hydrogenomonas-Stämme angereichert und isoliert.

  2. 2.

    Bei chemolithotroph wachsenden Zellen nimmt das Zellgewicht während der exponentiellen Wachstumsphase fortlaufend ab. Bei Rührung der Nährlösung mit 650 U/min erfolgt die Zellvermehrung unter einer Atmosphäre von 65% H2+5% CO2+30% O2 von 4·107 bis 2·109 Zellen/ml exponentiell. Während die Zellzahl in der stationären Phase annähernd konstant bleibt, nimmt die Trübung der Suspension infolge Speicherstoffsynthese (Poly-β-Hydroxybuttersäure) weiterhin zu.

  3. 3.

    Die Geschwindigkeit der H2-Aufnahme durch gewaschene, chemolithotroph herangezogene Zellen ist in Abwesenheit von Kohlendioxyd mit Methylenblau als H-Acceptor etwa dreimal so hoch wie mit Sauerstoff. Unter einem Gemisch von H2+O2 erhöht CO2 die Rate der H2-Oxydation ebenfalls auf das Dreifache der CO2-freien Kontrolle. Unter denselben Bedingungen steigern zugesetzte organische Säuren (Brenztraubensäure, β-Hydroxybuttersäure) die Rate der H2-Aufnahme maximal um nur 30%.

  4. 4.

    Gewaschene, chemolithotroph gewachsene Zellen assimilieren organische Substrate oxydativ und bauen Poly-β-Hydroxybuttersäure auf; die Syntheserate ist mit Hydroxybuttersäure, Milchsäure und Essigsäure am höchsten. Während die Syntheserate bei den meisten organischen Substraten durch gleichzeitige H2-Oxydation gesteigert wird, wird die Synthese aus Essigsäure und Hydroxybuttersäure durch H2 gehemmt. In Gegenwart organischer Säuren verläuft die autotrophe CO2-Fixierung langsamer als ohne organische Substrate.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Literatur

  • Atkinson, D. E.: The biochemistry of Hydrogenomonas. II. The adaptive oxydation of organic substrates. J. Bact. 69, 310–315 (1955).

    Google Scholar 

  • Atkinson, D. E.: The biochemistry of Hydrogenomonas. IV. The inhibition of hydrogenase by oxygen. J. biol. Chem. 218, 557–564 (1956).

    Google Scholar 

  • Atkinson, D. E., and B. A. McFadden: The biochemistry of Hydrogenomonas. I. The hydrogenase of Hydrogenomonas facilis in cell-free preparations. J. biol. Chem. 210, 885–893 (1954).

    Google Scholar 

  • Bartha, R.: Physiologische Untersuchungen über den chemolithotrophen Stoffwechsel neu isolierter Hydrogenomonas-Stämme. Arch. Mikrobiol. 41, 313–350 (1962).

    Google Scholar 

  • Beljajewa, M. J.: On chemosynthesis in hydrogen bacteria. Mikrobiologija 27, 547–555 (1960)

    Google Scholar 

  • Bergman, F. H., J. C. Towne and R. H. Burris: Assimilation of carbon dioxide by hydrogen bacteria. J. biol. Chem. 230, 13–24 (1958).

    Google Scholar 

  • Cohen, J. S., and R. H. Burris: A method for the culture of hydrogen bacteria. J. Bact. 69, 316–319 (1955).

    Google Scholar 

  • Doudoroff, M.: The oxydative assimilation of sugars and related substances by Pseudomonas saccharophila with a contribution to the problem of the direct respiration of di- and polysaccharides. Enzymologia 9, 59–72 (1942).

    Google Scholar 

  • Doudoroff, M., and B. Stanier: Role of poly-β-hydroxybutyric acid in the assimilation of organic carbon by bacteria. Nature (Lond.) 183, 1440–1442 (1959).

    Google Scholar 

  • Forsyth, W. G. C., A. C. Hayward and I. B. Roberts: Occurence of poly-β-hydroxybutyric acid in aerobic gram-negative bacteria. Nature (Lond.) 183, 800–801 (1958).

    Google Scholar 

  • Fraser, D., and H. R. Mahler: The effect of nucleases on the reproduction of T3 bacteriophage in protoplasts of Escherichia coli. Arch. Biochem. 69, 166–177 (1957).

    Google Scholar 

  • Gale, E. F.: The assimilation of certain aminoacids by bacteria. 1. The passage of certain amino-acids across the cell wall and their concentration in the internal environment of Streptococcus faecalis. J. gen. Microbiol. 1, 53–76 (1947).

    Google Scholar 

  • Hirsch, P.: Wasserstoffaktivierung und Chemoautotrophie bei Actinomyceten. Arch. Mikrobiol. 39, 360–373 (1961).

    Google Scholar 

  • Kanai, R., S. Miyachi and A. Takamiya: Knallgas-reaction linked fixation of labelled carbon dioxide in a autotrophic Streptomyces. Nature (Lond.) 188, 873–875. (1960).

    Google Scholar 

  • Kandler, O.: Über den synthetischen Wirkungsgrad in vitro kultivierter Embryonen, Wurzeln und Sprosse. Z. Naturforsch. 8b, 109–117 (1953).

    Google Scholar 

  • Kaserer, H.: Über die Oxydation des Wasserstoffs und des Methans durch Mikroorganismen. Zbl. Bakt., II. Abt. 15, 573–576 (1906).

    Google Scholar 

  • Kaserer, H.: Die Oxydation des Wasserstoffs durch Mikroorganismen. Zbl. Bakt., II. Abt. 16, 681–696, 769–715 (1906).

    Google Scholar 

  • Kistner, A.: Conditions determining the oxydation of carbon monoxide and of hydrogen by Hydrogenomonas carboxydovorans. Proc. kon. ned. Akad. Wet. 57, 186–195 (1954).

    Google Scholar 

  • Kluyver, A. J., and A. Manten: Some observations on the metabolism of bacteria oxidizing molecular hydrogen. Antonie v. Leeuwenhoek 8, 71–86 (1942).

    Google Scholar 

  • Lamanna, C., and M. F. Mallette: Basic bacteriology and its biological and chemical background. 2. Ed., p. 309–359. Baltimore: Williams & Wilkins Comp. 1959.

    Google Scholar 

  • Lascelles, J., and J. L. Still: Utilization of molecular hydrogen by bacteria. Aust. J. exp. Biol. med. Sci. 24, 37–48 (1946).

    Google Scholar 

  • Lebedeff, A. F.: Über die Assimilation des Kohlenstoffs bei wasserstoffoxydierenden Bakterien. Biochem. Z. 7, 1 (1908).

    Google Scholar 

  • Lemoigne, M., B. Delaporte et M. Croson: Contribution à l'étude botanique et biochimique des bactéries du genre Bacillus. Valeur du test des lipides β-hydroxybutyriques pour la caractérisation des espèces. Ann. Inst. Pasteur 70, 224–233 (1944).

    Google Scholar 

  • Lemoigne, M. et H. Girard: Réserves lipidiques β-hydroxybutyriques chez Azotobacter chroococcum. C. R. Acad. Sci. (Paris) 217, 557–558 (1943).

    Google Scholar 

  • Lewine, H. B., and H. Wolochow: Occurence of poly-β-hydroxybutyrae in Ps. pseudomallei. J. Bact. 79, 305–306 (1960).

    Google Scholar 

  • Linday, E. M., and P. J. Syrett: The induced synthesis of hydrogenase by Hydrogenomonas facilis. J. gen. Microbiol. 19, 223–227 (1958).

    Google Scholar 

  • Morris, M. B., and J. B. Roberts: A group of Pseudomonas able to synthesize poly-β-hydroxybutyric acid. Nature (Lond.) 183, 1538–1539 (1959).

    Google Scholar 

  • Niklewski, B.: Ein Beitrag zur Kenntnis wasserstoffoxydierender Mikroorganismen. II. Zbl. Bakt., II. Abt. 20, 469–473 (1908).

    Google Scholar 

  • Niklewski, B.: Über die Wasserstoffaktivierung durch Bakterien unter besonderer Berücksichtigung der neuen Gattung Hydrogenomonas agilis. Zbl. Bakt., II. Abt. 40, 430–433 (1914).

    Google Scholar 

  • Packer, L., and W. Vishnlac: Hydrogen metabolism in a Hydrogenomonas sp. Bact. Proc. 1954, 111.

  • Packer, L., and W. Vishniac: Chemosynthetic fixation of carbon dioxide and characteristics of hydrogenase in resting cell suspensions of Hydrogenomonas ruhlandii nov. spec. J. Bact. 70, 216–223 (1955).

    Google Scholar 

  • Pelczar, M. J.: Manual of Microbiological methods, p. 140–168. New York: McGraw-Hill Comp. 1957.

    Google Scholar 

  • Peltier, G. L., C. E. Georgi and L. F. Lindgren: Laboratory Manual for General Bacteriology. 4. Ed. New York: John Wiley & Sons 1952.

    Google Scholar 

  • La Rivière, J. W. M.: On the microbial metabolism of the tartaric acid isomeres. Diss. Delft 1958.

  • Romanova, A. K., and N. G. Doman: Fixation products of labelled carbon dioxide in hydrogen bacteria in the course of chemosynthesis. Mikrobiologija 29, 795–801 (1960).

    Google Scholar 

  • Ruhland, W.: Aktivierung von Wasserstoff und CO2-Assimilation durch Bakterien. Ber. dtsch. bot. Ges. 40, 180–184 (1922).

    Google Scholar 

  • Ruhland, W.: Beiträge zur Physiologie der Knallgasbakterien. Jb. wiss. Biol. 63, 321–389 (1924).

    Google Scholar 

  • Sadana, J. C., and A. V. Jagannathan: Purification and properties of the hydrogenase of Desulfovibrio desulfuricans. Biochim. biophys. Acta 19, 440–452 (1956).

    Google Scholar 

  • de Saussure, Th.: Mem., Soc. phys. et hist. nat. Genève 8, 136 (1939).

    Google Scholar 

  • Schatz, A., and C. Bovell: Growth and hydrogenase activity of a new bacterium Hydrogenomonas facilis. J. Bact. 63, 87–98 (1952).

    Google Scholar 

  • Schlegel, H. G.: Physiologische Untersuchungen an wasserstoffoxydierenden Backterien. Arch. Mikrobiol. 18, 362–390 (1953).

    Google Scholar 

  • Schlegel, H. G.: Zur Frage der gleichzeitigen Oxydation von molekularem Wasserstoff und organischen Substraten durch Knallgasbakterien. Wiss. Z. Univ. Halle 4, 95–98 (1954a).

    Google Scholar 

  • Schlegel, H. G.: Untersuchungen über den Phosphatstoffwechsel der wasserstoffoxydierenden Bakterien. Arch. Mikrobiol. 21, 127–155 (1954b).

    Google Scholar 

  • Schlegel, H. G., u. R. Bartha: „Leerlauf”-H2-Oxydation und „Rückkopplung” bei Knallgasbakterien. Naturwissenschaften 10, 414–415 (1961a).

    Google Scholar 

  • Schlegel, H. G., u. R. Bartha: Hemmungsanalytische Untersuchungen zum “Rückkopplungseffekt” bei Hydrogenomonas. Z. Naturforsch. (im Druck) (1961b).

  • Schlegel, H. G., G. Gottschalk and R. Bartha: Formation and utilization of poly-β-hydroxybutyric acid by Knallgas-Bacteria (Hydrogenomonas). Nature (Lond.) 191, 463–465 (1961).

    Google Scholar 

  • Schlegel, H. G., H. Kaltwasser u. G. Gottschalk: Ein Submersverfahren zur Kultur wasserstoffoxydierender Bakterien: Wachstumsphysiologische Untersuchungen. Arch. Mikrobiol. 38, 209–222 (1961).

    Google Scholar 

  • Schlegel, H. G., u. R. Lafferty: Radioaktivitätsmessung an Einzellern auf Membranfiltern. Arch. Mikrobiol. 38, 52–54 (1961).

    Google Scholar 

  • Smithies, W. R., N. E. Gibbons and S. T. Bayley: The chemical composition of the cell and cell wall of some halophilic bacteria. Canad. J. Microbiol. 1, 605–613 (1955).

    Google Scholar 

  • Stephenson, M., and L. H. Stickland: Hydrogenase. III. The bacterial formation of methan by the reduction of one carbon compounds by molecular hydrogen. Biochem. J. 27, 1517–1527 (1933).

    Google Scholar 

  • Wakil, S. J., E. B. Titschener and D. M. Gibson: Studies on the mechanism of fatty acid synthesis. VI. Spectrophotometric assay and stoichiometry of fatty acid synthesis. Biochim. biophys. Acta 34, 227–233 (1959).

    Google Scholar 

  • Wilson, E., H. A. Stout, D. Powelson and H. Koffler: Comparative biochemistry of the hydrogen bacteria. J. Bact. 65, 283–287 (1953).

    Google Scholar 

  • Wittenberger, C. L., and R. Repaske: Studies on hydrogen oxidation in cell-free extracts of Hydrogenomonas eutropha. Biochim. biophys. Acta 47, 542–552 (1961).

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

Auszug aus der gleichlautenden Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen 1961.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Wilde, E. Untersuchungen über Wachstum und Speicherstoffsynthese von Hydrogenomonas. Archiv. Mikrobiol. 43, 109–137 (1962). https://doi.org/10.1007/BF00406429

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00406429

Navigation