Darstellung „freier Sporen”︁ von <i>Bacillus stearothermophilus</i> über eine Synchronsporulation mit nachfolgender endotropher Lysis der Sporangien

Von endotroph in Tris-Puffer mit Calcium-, Magnesium-und Manganionen beeinfluDten Bacillus stearothermophilus-Sporen wurden fur eine reine Dampferhitzung bei 121 "C die uberlebensdaten aufgenommen. Unter vergleichbaren Bedingungen erfolgte nach der HALVORSONund Zmormc-Gleichung beim Einsatz von 24 Cellulosescheiben rnit angetrockneten Sporen der letztmogliche Uberlebensnachweis fur Ca-Sporen nach 9 min bei I>,,, = 1,6 min, fur Mg-Sporen nach 7,2 min bei Dial : 1,3 min und fur Mnund Tris-Sporen nach 5,5 nrin bei D,,, = 1,0 min. Aus 9 verschiedenen Uberlebenskurven konnte von angetrockneten Ca-Sporen eine Absterbekurve in dem Temperaturbereich 116-135% mit einen z-Wert von 10 "C ermittelt werden.Entscheidenden EinfluB auf dic Hitzeresistenz von Bakteriensporen haben im Zusammenhang mit der Dipicolinsiiure Calcium-und evtl. weitere bivalente Kationen. Mit stcigcndem Calcium-und Dipicolinsiiuregehalt erhoht sich die Hitzeresistenz, wobei angenommen wird, daD beide Verbindungen unter Bcteiligung von Aminosliurcn bzw. Peptiden eine besondere Chelatbindung ein-

Ermittlung reaktionskinetischer Daten der Dampfinaktivierung von endotroph mit bivalenten Kationen beeinflußten Bacillus stearothermophilus‐Sporen

Musieslki

1973

Hitzeaktivierung von endotroph mit bivalenten Kationen beeinflußten Bacillus stearothermophilus‐Sporen

Musielski

1974

Die Hitzeaktivierung von endotroph beeinfluljten sog.1 Tris-, Ca-, Mg-und Mn-Sporen von B. stearothermophilus H U 34 ergab fur das durch Koloniezahlung gemessene Auswachsen bzw. fur die durch Abnahme der optischcn Dichte ermitt'elte Keimung signifikante Unterschiede in der Aktivierungsantwort.Die Ca-Sporen wiesen fur das Auswachsen mit einem Gipfel von 150% bei 12 min/ll5 "C die yuantitativ mit Abstand hochste Aktivierung auf.Der prozentualc OD-Verlust nach 30 min in einem komplexen Medium bei 110, 115 und 120 OC ergab fur die Maxima der Ca-Sporen gegenuber denen der anderen Sporenvarianten eine Position, die bei einer durchschnittlich 50% geringeren Akt'ivierungszeit lag. Die Untcrschiede in der Aktivierung, gemessen durch Ko!oniezahl, Keimungsgr6Be und Keimungsrate, unterstutzten die Hypothese von einer labilen und stabilen Zone des in die Sporen eingelagerten Calciums.Sporen konnen nur durch physikalisch-chemische Faktoren aus ihrem Ruhezustand gebracht werden. Die Auswirkilng einer Hitzeaktivierung auf das Auswachsen von Sporen wurde zuerst von CURRAN u. EVANS (1945) beobachtet'. Die Hitzeaktivierung mit einem breiten subletalen Temperaturspektrum ist. fur das Keimen von Sporen in Nahrmedkn, die sog. physiologische Keimung, not'wendig. Der Hitzeaktivierungsbedarf der L-Alanin-bzw. Glucose-induzierten Keimung erhoht sich mit steigendem Dipicolinsauregehalt, so daR der Dipicolinsaure-Calcium-Sporen-Proteinkomplex mit dem Ruhezustand in Zusammenhang gebracht werden mu9 (KEYNAN et al. 1961). Die Hitzeaktivierung auch in Verbindung mit reduzierenden Agentien ist temperatur-und ionenabhangig reversibel (KEYNAN et al. 1964, LEwrs et al. 1965). Die Annahme einer reversiblen Deiiaturierung eines oder mehrerer Proteine, die den Ruhezustand kont.rollieren ( K E Y N A Y u. HALVORSON 1965), wird durch die hohe Aktivierungsenergie von 72,4 kcal/Mol der Aktivierungs-Keimungsreaktion gestiitzt (LEVIN-SON u. HYATT 1969). Wahrend es bei der physiologischen Iicimung zu einem irreversiblen Verlust typischer Sporeneigenschaften und -substanZen, wie Hitzeresistenz, Refraktilit a t , optische Dichte, Dipicolinsaure, Calcium, Peptide und Muraminsiure, rnit einem resultierenden Verlust des Zelltrockengewichts bis zu 300/, kommt (PO-WELL 1950, POWELL u. STRANGE 1953, WOESE u . MOROWITZ 1958, KEYNAN u. HALVORSON 1962, LEVINSON u. HYATT 1966, HASHIMOTO et al. 1969), ist dasAuswaschen durch starke biosynthetische Aktivitaten gekennzeichnet (KO-BAYASHI et al. 1965, VINTER 1965. Diesem Vorgang schliel3t sich die Streckung der erschienenen vegetativen Zell ean. Auf Grund der mehr oder weniger ausgepragten Heterogenitat einer Sporenpopulation wird es nach einer subletalen 10*

Abhängigkeit der Hitzeresistenz von Bacillus stearothermophilus‐Sporen von ihrem Dipicolinsäure‐ und Calciumgehalt

Musielski¹,

Borges²

1974

Mit Hilfe unterschiedlicher Hefeextraktkonzentrationen irn Bporulationsmedium murden in BaCLllus stearothermophilus-Sporen unterschiedliche Dipicolinsauregehalte synthetisiert. Nach Best,immung des Calcium/Dipicolinsaure-Molverhaltnisses wurden die Hitzeresistenzdaten bei 121 "C fur endotroph beeinfluate Sporen ermittelt. Mit Erhohung des Dipicolinsauregehal t,es und Herabsetznng des Calcium/Dipicolinsaure-Molverhaltnisses in den Sporen erhohte sich die Hitzeresistenz.