Harald Aurich

Verwertung von Trimethylammoniumverbindungen durch Acinetobacter calcoaceticus

The utilization of carnitine and carnitine derivatives (O-acylcarnitines, carnitine carboxylderivatives) and structure-related trimethylammonium-compounds (betaines and nitrogen-bases) by Acinetobacter calcoaceticus was studied by means of the control of growth and the quantitative detection of metabolites. The strain grew only on L-carnitine, L-O-acylcarnitines, and gamma-butyrobetaine as the sole carbon sources. The utilization of these compounds and the growth correlated with the cleavage of the C-N bond and thereby with the formation of trimethylamin. D-Carnitine was metabolized, if an additional carbon source, like L-carnitine, was present in the incubation mixture, or if the bacteria were preincubated with L- or DL-carnitine, but no growth was observed on D-carnitine as the sole carbon source. The bacteria oxidized choline to glycinebetaine in the presence of additional carbon sources, glycinebetaine itself was not assimilated. With regard to the catabolism of quaternary nitrogen compounds Acinetobacter calcoaceticus shows a different pathway in comparison with other bacterial species metabolizing carnitine.The utilization of carnitine and carnitine derivatives (O-acylcarnitines, carnitine carboxylderivatives) and structure-related trimethylammonium-compounds (betaines and nitrogen-bases) by Acinetobacter calcoaceticus was studied by means of the control of growth and the quantitative detection of metabolites. The strain grew only on l-carnitine, l-O-acylcarnitines, and γ-butyrobetaine as the sole carbon sources. The utilization of these compounds and the growth correlated with the cleavage of the C-N bond and thereby with the formation of trimethylamine. d-Carnitine was metabolized, if an additional carbon source, like l-carnitine, was present in the incubation mixture, or if the bacteria were preincubated with l-or dl-carnitine, but no growth was observed on d-carnitine as the sole carbon source. The bacteria oxidized choline to glycinebetaine in the presence of additional carbon sources, glycinebetaine itself was not assimilated. With regard to the catabolism of quaternary nitrogen compounds Acinetobacter calcoaceticus shows a different pathway in comparison with other bacterial species metabolizing carnitine.ZusammenfassungDie Verwertung von Carnitin und Carnitinderivaten (O-Acylcarnitine, Carnitincarboxyl-derivate) und strukturverwandten Trimethylammoniumverbindungen (Betaine und Stickstoffbasen) durch Acinetobacter calcoaceticus wurde anhand des Wachstums und des quantitativen Nachweises der Metabolite untersucht. Der Stamm wuchs auf l-Carnitin, l-O-Acylcarnitinen und γ-Butyrobetain als jeweils einziger C-Quelle. Der Verbrauch dieser Verbindungen und das Wachstum korrelierten mit der Spaltung der C-N-Bindung und mit dem gebildeten Trimethylamin. d-Carnitin wurde metabolisiert, wenn als zusätzliche C-Quelle l-Carnitin im Nährmedium vorhanden war, oder wenn die Bakterien mit l-oder dl-Carnitin vorinkubiert worden waren. Mit d-Carnitin als einziger C-Quelle wuchsen die Bakterien jedoch nicht. Die Bakterien oxidierten Cholin zu Glycinbetain in Gegenwart einer zusätzlichen C-Quelle, Glycinbetain selbst wurde nicht assimiliert. In Hinsicht auf den Abbau quaternärer Stickstoffverbindungen besitzt Acinetobacter calcoaceticus im Vergleich zu anderen Carnitin-verwertenden Bakterienarten einen für ihn charakteristischen Stoffwechselweg.

[Interrelationships between carnitine metabolism and fatty acid assimilation in Pseudomonas putida (author's transl)].

The carnitine metabolism and some relations to the fatty acid metabolism were studied in Pseudomonas putida by means of control of growth, analysis of metabolites, and determination of enzyme activities. The strain grew on γ-butyrobetaine, D,L-and L-carnitine, glycinebetaine, choline, D,L-norcarnitine, D,L-γ-amino-β-hydroxybutyrate, and D,L-β-hydroxybutyrate. Although the strain used straight-chain fatty acids of 2–16 C-atoms, it was only able to grow on O-acyl-L-carnitines of 10 or more C-atoms in the acylgroup. Addition of carnitine stimulated the growth on long-chain fatty acids.The formation of trimethylamine increased, if L-carnitine or γ-butyrobetaine were the only carbon sources, and decreased, if these trimethylammonium compounds were carbon as well as nitrogen sources. L-Carnitine induced the carnitine dehydrogenase as well as the β-hydroxybutyrate dehydrogenase. γ-Butyrobetaine as carbon and nitrogen source induced the carnitine dehydrogenase, too. In the crude extract the specific activities of β-hydroxybutyrate dehydrogenase were 0.7 or 1.6 μmoles·min-1·mg-1 after growth on L-carnitine and D,L-β-hydroxybutyrate, respectively. The synthesis of both enzymes was repressed by glycinebetaine, glucose and long-chain fatty acids. Dependent on the nitrogen source L-carnitine was catabolized via two different pathways.ZusammenfassungDer Carnitinstoffwechsel und einige Beziehungen zum Fettsäurestoffwechsel wurden mittels der Wachstumskontrolle, der Bestimmung von Metaboliten und des Nachweises von Enzymaktivitäten in Pseudomonas putida untersucht. Der Stamm wuchs auf γ-Butyrobetain, D,L-und L-Carnitin, Glycinbetain, Cholin, D,L-Norcarnitin, D,L-γ-Amino-β-hydroxybutyrat und D,L-β-Hydroxybutyrat. Obwohl der Stamm unverzweigte Fettsäuren von 2–16 C-Atomen zu untzen vermag, konnte er nur auf O-Acyl-L-carnitinen von 10 oder mehr C-Atomen in der Acylgruppe wachsen. Zugabe von Carnitin stimulierte das Wachstum auf langkettigen Fettsäuren.Die Bildung von Trimethylamin stieg, wenn Carnitin oder λ-Butyrobetain nur C-Quellen waren, und sank, wenn diese Trimethylammoniumverbindungen sowohl C-als auch N-Quellen waren. L-Carnitin induzierte sowohl die Carnitindehydrogenase als auch die β-Hydroxybutyratdehydrogenase. λ-Butyrobetain als C-und N-Quelle induzierte ebenfalls die Carnitindehydrogenase. Im Rohextrakt betrug die spezifische Aktivität der β-Hydroxybutyratdehydrogenase entsprechend dem Wachstum auf L-Carnitin oder D,L-β-Hydroxybutyrat 0,7 oder 1,6 μMol · min-1 · mg-1. Glycinbetain, Glucose und langkettige Fettsäuren reprimierten die Synthese beider Enzyme. Abhängig von der N-Quelle wird L-Carnitin offensichtlich auf zwei unterschiedlichen Stoffwechselwegen abgebaut.The carnitine metabolism and some relations to the fatty acid metabolism were studied in Pseudomonas putida by means of control of growth, analysis of metabolites, and determination of enzyme activites. The strain grew on gamma-butyrobetaine, D,L- and L-carnitine, glycinebetaine, choline, D,L-norcarnitine, D,L-gamma-amino-beta-hydroxybutyrate, and D,L-beta-hydroxybuty-rate. Although the strain used straight-chain fatty acids of 2-16 C-atoms, it was only able to grow on O-acyl-L-carnitines of 10 or more C-atoms in the acyl-group. Addition of carnitine stimulated the growth on long-chain fatty acis. The formation of trimethylamine increased, if L-carnitine or gamma-butyrobetaine were the only carbon sources, and decreased, if these trimethylammonium compounds were carbon as well as nitrgen sources. L-Carnitine induced the carnitine dehydrogenase as well as the beta-hydroxybutyrate dehydrogenase, gamma-Butyrobetaine as carbon and nitrogen source induced the carnitine dehydrogenase, too. In the crude extract the specific activiteis of beta-hydroxybutyrate dehydrogenase were 0.7 or 1.6 mumoles.min-1.mg-1 after growth on L-carnitine and D,L-beta-hydroxybutyrate, respectively. The synthesis of both enzymes was repressed by glycinebetaine, glucose and long-chain fatty acis. Dependent on the nitrogen source L-carnitine was catabolized via two different pathways.

[Pyridoxine-dependent changes in the chemical composition of the hyphae of Neurospora sitophila].

SummaryWith rising concentrations of pyridoxine in culture mediumNeurospora sitophila 299 (pyridoxineless) shows a significant increase of the relative amounts of protein, cell wall substances (incl. chitin), and ash, and a decrease of RNA and DNA. The lipid contents remain unchanged. The diameters of pyridoxine deficient hyphae are significantly greater than those of normal hyphae. Electron microscopic examination shows that B6-deficient cells do not contain a thinner or thicker than normal cell wall layer external to the membrane.ZusammenfassungNeurospora sitophila 299 (pyridoxinbedürftig) zeigt mit steigendem Angebot an Pyridoxol · HCl im Medium statistisch gesicherte Zunahmen an Protein, Zellwandsubstanzen (einschließlich Chitin) und Asche sowie Abnahmen an RNA und DNA. Der Lipidgehalt ist vom Pyridoxolangebot unabhängig. Der Durchmesser der Hyphen ist im Pyridoxinmangel statistisch signifikant größer als bei ausreichenden Gaben. Bei elektronenmikroskopischer Betrachtung gibt es keinen Anhalt für Pyridoxin-induzierte Veränderungen der Zellwandstärke.

ber die Assimilation von ?-Alanin durch Neurospora crassa

Zusammenfassung1.Neurospora crassa vermag mit β-Alanin als einziger N-Quelle nur wenig und allmählich zu wachsen. Zusätze von Vitaminen der B6-Gruppe verbessern die Assimilation. Das Wachstumsmaximum liegt dann etwa am 18. Tag. Das als Vergleich verwendete α-Alanin ist eine bessere N-Quelle. Der Pilz wächst damit kräftig und schnell. Das Wachstumsmaximum liegt bereits etwa am 6. Tag.2.Während der Autolyse erscheint mit beiden Aminosäuren freies Ammoniak im Nährboden. Dieses NH3 stammt sowohl aus dem Mycel als auch unmittelbar aus den zugesetzten Aminosäuren. Nach Erschöpfung der primären C-Quelle (Saccharose) wird auch das C-Gerüst des α-Alanins verbraucht, beim β-Alanin fehlt der Beweis hierfür.3.Aus der verschiedenen Nutzung des β- und α-Alanins werden für den β-Alanin-Abbau spezifische Fermente angenommen.1. Neurospora crassa vermag mit β-Alanin als einziger N-Quelle nur wenig und allmahlich zu wachsen. Zusatze von Vitaminen der B6-Gruppe verbessern die Assimilation. Das Wachstumsmaximum liegt dann etwa am 18. Tag. Das als Vergleich verwendete α-Alanin ist eine bessere N-Quelle. Der Pilz wachst damit kraftig und schnell. Das Wachstumsmaximum liegt bereits etwa am 6. Tag. 2. Wahrend der Autolyse erscheint mit beiden Aminosauren freies Ammoniak im Nahrboden. Dieses NH3 stammt sowohl aus dem Mycel als auch unmittelbar aus den zugesetzten Aminosauren. Nach Erschopfung der primaren C-Quelle (Saccharose) wird auch das C-Gerust des α-Alanins verbraucht, beim β-Alanin fehlt der Beweis hierfur. 3. Aus der verschiedenen Nutzung des β- und α-Alanins werden fur den β-Alanin-Abbau spezifische Fermente angenommen.

ber die Hemmung der molybdnabhngigen Nitratreduktase durch Wolframat bei Neurospora crassa

ZusammenfassungWolframat (als Na2WO4) erwies sich auch bei Neurospora crassa 3a6A als kompetitiver Antagonist für Molybdän; es inhibiert in 105fach höherer Konzentration den Molybdäneffekt an der Nitratreduktase vollständig, in 104fach höherer Konzentration um etwa 70%. Die 100fache Menge Wolfram ist ohne Einfluß auf den Funktionsablauf des Molybdäns an der Nitratreduktase von Neurospora crassa 3a6A.Wolframat (als Na2WO4) erwies sich auch bei Neurospora crassa 3a6A als kompetitiver Antagonist fur Molybdan; es inhibiert in 105fach hoherer Konzentration den Molybdaneffekt an der Nitratreduktase vollstandig, in 104fach hoherer Konzentration um etwa 70%. Die 100fache Menge Wolfram ist ohne Einflus auf den Funktionsablauf des Molybdans an der Nitratreduktase von Neurospora crassa 3a6A.