Untersuchungen zur Photoautotrophie mit molekularem Wasserstoff bei neuisolierten schwefelfreien Purpurbakterien

Zusammenfassung In einer Mineralsalzlösung mit 0,1% NH₄Cl und 0,01% Hefeextrakt wurden aus Schlammproben unter einer Atmosphäre aus 90% H₂ und 10% CO₂ im Licht acht verschiedene Stämme von schwefelfreien Purpurbakterien angereichert und isoliert, die zum photoautotrophen Wachstum mit H₂-CO₂ befähigt sind. Die neuisolierten Stämme wurden aufgrund ihrer mikroskopischen Merkmale und ihrer Fähigkeit zur Verwertung verschiedener organischer C-Verbindungen bestimmt. Drei Rps. capsulata-Stämme benötigen Thiamin als Wachstumsfaktor, zwei R. rubrum-Stämme Biotin und ein Rps. gelatinosa-Stamm benötigt Thiamin und Nicotinsäure. Ein Rps. palustris-Stamm wächst langsam in einem Medium ohne Vitaminzusatz. Der Wachstumsfaktor-Bedarf eines zweiten Rps. palustris-Stammes kann nur durch Hefeextrakt gedeckt werden. Bei allen Stämmen wird das Wachstum durch kleine Mengen (0,01%) Casaminosäuren bzw. Hefeextrakt merklich beschleunigt. Die kürzesten Verdoppelungszeiten beim photoautotrophen Wachstum mit H₂ weisen die drei Rps. capsulata-Stämme auf (17 bis 23 h in einem Mineralmedium mit Thiamin, 10,5–11 h in einem Mineralmedium mit 0,01% Hefeextrakt). Die Hydrogenase-Aktivitäten der Stämme sind in starkem Maße abhängig von der Anzucht der Zellen. Die niedrigsten Aktivitäten werden nach photoheterotropher Anzucht in einem Medium mit NH₄Cl als N-Quelle gemessen, mittlere Aktivitäten nach photoheterotropher Anzucht in einem Medium mit Glutamat als N-Quelle und die höchsten Aktivitäten nach photoautotropher Anzucht mit H₂-CO₂. Die höchsten Raten der H₂-abhängigen CO₂-Fixierung werden ebenfalls nach photoautotropher Anzucht gemessen.

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Studies on the photoautotrophic growth of new isolated nonsulfur purple bacteria at the expense of molecular hydrogen

Summary By incubating samples of mud in a mineral salt medium containing 0.1% NH₄Cl and 0.01% yeast extract under an atmosphere of 90% H₂ and 10% CO₂ in the light, eight strains of nonsulfur purple bacteria capable of photoautotrophic growth at the expense of H₂-CO₂ were enriched and isolated. The bacteria were characterized by their microscopical features and their ability to use various organic compounds for growth. Three strains of Rps. capsulata need thiamine as a growth factor and two strains of R. rubrum biotin. The Rps. gelatinosa strain is dependent on thiamine and nicotinic acid. One of two Rps. palustris strains grows slowly in a medium completely free of growth factors, the other strain is dependent on the presence of 0.01% yeast extract. The growth of all strains is markedly stimulated by small amounts (0.01%) of amino acids or yeast extract. The three Rps. capsulata strains differ significantly from the other strains with regards to their fast photoautotrophic growth (doubling time: 17–23 h in a mineral salt medium with thiamine, 10.5–11 h in a medium with 0.01% yeast extract). The hydrogenase activities of all strains are strongly dependent on the culture conditions. The lowest activities are obtained after photoheterotrophic growth in a medium with NH₄Cl as the nitrogen source, moderate activities after photoheterotrophic growth in a medium with glutamate as the nitrogen source and maximum activities after photoautotrophic growth at the expense of H₂-CO₂. Maximum rates of CO₂-fixation are also obtained after photoautotrophic growth.

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Abkürzungen MB Methylenblau - PHBS Poly--hydroxybuttersäure - R. Rhodospirillum - Rps. Rhodopseudomonas Meinem Vater gewidmet.