Mikrobiologische Kurzexperimente
Zusatzinformationen
Gram-Reaktion
Die Bakterien werden nach ihrem Zellwandaufbau in Gram-positive und Gram-negative Bakterien unterschieden.
Abbildung 1: Zellwandaufbau der Bakterien. Oben: Gram-positiv; unten: Gram-negativ (Bilder aus Brock Mikrobiologie).
Dieser unterschiedliche Zellwandaufbau wird durch Färbereaktion anschließend im mikroskopischen Präparat sichtbar gemacht: Gram-positive erscheinen blau, Gram-negative Keim sind rot.
Abbildung 2: Gram-Färbung und mikroskopische Erscheinung der Bakterienzellen. (Bild aus Brock Mikrobiologie).
Enzyme
Das Leben mit Sauerstoff ist gefährlich. Die Reduktion des Sauerstoffs kann durch unterschiedlich viele Elektronen erfolgen. Die "normale" Reaktion wird durch die Cytochromoxidase der Atmungskette katalysiert:
O2 + 4 e- ---> 2 O2-
2 O2- + 4 H+ ---> 2 H2O
Neben dieser Reaktion können auch andere Sauerstoffreduktionen ablaufen. So katalysieren flavinhaltige Enzyme (Oxidasen) einen Zwei-Elektronen Übergang:
O2 + 2e- ---> O22-
O22- + 2 H+ ---> H2O2
Das Produkt dieser Reaktion, Wasserstoffperoxid, ist ein starkes Oxidationsmittel und Zellgift. Es muß sofort entsorgt werden. Diese Entgiftungsreaktion wird durch die Katalase besorgt.
Bei der Übertragung von nur einem Elektron auf Sauerstoff wird das Superoxidradikal gebildet:
O2 + e- ---> O2-
Die Superoxid-Dismutase schützt die Zellen gegenüber diesem sehr reaktionsfähigen Radikal.
Katalase
Hier einige Angaben zur Katalase, wie sie in der Brenda-Datenbank zur Verfügung gestellt werden. Die meisten dieser Angaben treffen für die Katalase aus E. coli zu:
- EC 1.11.1.6
- Reaktion: H2O2 ---> O2 + H2O
- Häm-Kofaktor
- Turnover number: 980 000 bei einer spezifischen Aktivität von 20700 µmol/mg Protein.
- pH-Optimum: pH 6-7.5
- Temperatur-Optimum: 65°C; Halbwertzeit bei 37°C: >12h
- Hemmstoffe: u.a. 2-Mercoptoethanol, Azid
- Molekulargewicht: Komplex 337 000 Da, bestehend aus Homotetramer, Untereinheit: 80 000 Da