Energieabhängige ⁶³Ni-Aufnahme bei Alcaligenes eutrophus Stamm H 1 und H 16

Abstract

Kinetic studies of the uptake of ⁶³Ni were undertaken with two strains of Alcaligenes eutrophus, known to require nickel ions for chemolithotrophic growth. Using carbon dioxide as sole carbon source, growth is stimulated by low concentrations of nickel with optimum concentration for growth stimulation at about 0.3 μM nickel. Higher nickel concentrations were inhibitory. Heterotrophic growth on fructose was not stimulated by nickel ions.-Upon transfer into phosphate buffer freed of heavy metal ions, autotrophically grown cells exhibited rapid uptake of ⁶³Ni which was dependent upon th presence of hydrogen, oxygen and carbon dioxide. Within 60 min nickel was accumulated from the medium, reaching 280-fold concentration in the cells. The observed uptake exhibited a temperature optimum at about 29° C and was markedly inhibited by metabolic inhibitors such as arsenite, iodoacetate, methylene-blue, sodium azide and sodium cyanide. Other heavy metal ions (Zn, Co, Mn and Cu) only slightly inhibited ⁶³Ni-uptake. The efflux of ⁶³Ni from the cells was stimulated by ⁵⁸NiCl₂ and by toluene. These data indicate that nickel ions are accumulated by an energy dependent mechanism in chemolithotrophically grown cells of these strains.

Zusammenfassung

Die Kinetik der Aufnahme von ⁶³Ni wurde an zwei Stämmen von Alcaligenes eutrophus untersucht, die Nickelionen für das chemolithotrophe Wachstum benötigen. Mit Kohlendioxid als einziger Kohlenstoffquelle wird das Wachstum durch niedrige Konzentrationen von Nickel gefördert, wobei das Optimum der Wachstumsförderung bei 0,3 μM Nickel lag. Höhere Nickelkonzentrationen wirkten hemmend. Das heterotrophe Wachstum mit Fructose wurde durch Nickelionen nicht gefördert. — Übertragen in Phosphatpuffer, der von Schwermetallionen befreit worden war, zeigten autotroph gewachsene Zellen eine rasche Aufnahme von ⁶³Ni, sofern Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid zugegen waren. Dabei wurde Nickel innerhalb von 60 min aus dem umgebenden Medium bis zur 280 fachen Konzentration in den Zellen angehäuft. Die beobachtete Ni-Aufnahme zeigte ein Temperaturoptimum bei etwa 29° C und wurde durch Hemmstoffe wie Arsenit, Jodacetat, Methylenblau, Natriumazid und Natriumcyanid stark beeinträchtigt. Andere Schwermetallionen (Zn, Co, Mn und Cu) verminderten die Nickelaufnahme nur geringfügig. Durch ⁵⁸NiCl₂ und Toluol wurde der Efflux von ⁶³Ni aus den Zellen gefördert. Die Beobachtungen lassen darauf schließen, daß Nickelionen durch einen energieabhängigen Prozeß in chemolithotroph gewachsenen Zellen dieser Stämme angehäuft werden.