Untersuchungen zum Argininstoffwechsel bei Mycobacterium bovis ...

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5.1.2. Anaerobe Bedingungen
Der Arginindeiminaseweg ermöglicht es P. aeruginosa, unter anaeroben
Bedingungen zu wachsen (VANDER WAUVEN et al. 1984). Im Rahmen dieser Arbeit
konnte bei M. tuberculosis kein Wachstum unter anaeroben Bedingungen mit Arginin
festgestellt werden.
Bei P. aeruginosa führt die Nutzung des Arginins als Energiequelle unter anaeroben
Bedingungen zu einem verlangsamten Wachstum gegenüber aeroben Bedingungen
(VANDER WAUVEN et al. 1984). Die in dieser Arbeit durchgeführten Experimente
beschränkten sich auf einen Zeitraum von 10 Tagen. Da M. tuberculosis und M.
bovis BCG zu den langsam wachsenden Mykobakterien zählen und schon unter
sauerstoff- und nährstoffreichen Bedingungen eine Generationszeit von 24 Stunden
aufweisen, ist zu bedenken, dass ein eventuelles anaerobes Wachstum einen
wesentlich längeren Zeitraum erforderlich machen könnte.
Beim ersten Schritt des ADI-Wegs wird aus Arginin Ammoniak abgespalten, und es
entsteht Citrullin. Das abgespaltene Ammoniak akkumuliert im Medium und wurde
mittels einer photometrisch quantifizierbaren chemischen Reaktion nachgewiesen.
Unter anaeroben Bedingungen spalteten M. tuberculosis und M. bovis BCG
Ammoniak aus Arginin ab, die ∆arcA-Mutanten beider Stämme jedoch nicht. Die
Konzentration des abgespaltenen Ammoniaks lag nach 10 Tagen im Bereich von
1mM, bei einer Anfangskonzentration des Arginins von 10mM. Mittels einer
Komplementation mit dem arcA-Gen aus M. tuberculosis war bei den ∆arcA-
Mutanten eine Wiederherstellung des Wildtyp-Phänotyps möglich. Damit kann diese
Funktion eindeutig dem Genprodukt des arcA-Gens, der Arginindeiminase,
zugeschrieben werden. In Verbindung mit den Erkenntnissen aus den Versuchen
unter aeroben Bedingungen (keine Unterschiede zwischen Wildtypen und ∆arcA-
Mutanten) kann postuliert werden, dass die Arginindeiminase nur unter anaeroben
Bedingungen exprimiert wird.
In dem Medium, das für die Versuche zur Messung der Ammoniakakkumulation
verwendet wurde, führte eine Konzentration von 10mM L-Arginin zu einer Erhöhung
des pH-Werts auf bis zu 10,1. Um eventuelle Einflüsse des pH-Werts auf die
Ammoniakproduktion zu überprüfen, wurden die Versuche ebenfalls mit einer
anderen Form des Arginins (Arginin-HCl) durchgeführt. Diese verursachte eine
weniger starke Erhöhung des pH-Werts. Es zeigten sich aber keine Unterschiede in
der Menge des akkumulierten Ammoniaks.