Die Bildung höherer Alkohole bei Aminosäuremangelmutanten von Saccharomyces cerevisiae

Abstract

• 1. The influence of varying amounts of amino acids on the uptake of threonine, isoleucine, valine and leucine and their degradation to higher alcohols was investigated using a mutant strain of Saccharomyces cerevisiae, mating type a, genetic markers ade2, hom2, thr4, ilv2, leu1.

• 2. The cell mass is increased by increasing concentrations of threonine, isoleucine, valine and leucine, the latter two resulting in a higher dry weight. The amino acids are completely utilised at low concentrations. At higher contents up to 20% of the amino acids remain in the medium. The uptake of threonine, isoleucine, valine and leucine depends on the relative amounts of the concentrations of these amino acids in the medium. A greater amount of an amino acid is taken up if its concentration is comparatively higher than those of the other amino acids. There is a competition between the amino acids for the uptake into the cells.

Higher amounts of intracellular isoleucine and leucine are converted to 2-and 3-methylbutanol when compared with the degradation of valine and threonine to isobutanol and n-propanol-1, isoleucine and leucine up to 90%, valine up to 24% and threonine up to 20%. There is a competition between the four amino acids for their degradation to the corresponding higher alcohols. This behaviour confirms the earlier assumption of a degradation of the four amino acids by unspecific enzymes.

Zusammenfassung

• 1. Die Aufnahme, der Abbau von Threonin, Isoleucin, Valin und Leucin zu höheren Alkoholen, die Steuerung der hieran beteiligten Vorgänge und der Aminosäurestoffwechsel in Abhängigkeit vom Aminosäureangebot wurde bei einer Mutante von Saccharomyces cerevisiae, genetische Marker a, ade2, hom2, thr4, ilv2, leu 1 untersucht.

• 2. Durch ein steigendes Angebot der vier Aminosäuren wird die Zellmasse im der Regel vermehrt. Dabei führen Valin und Leucin zu einem höheren Zellertrag als Threonin oder Isoleucin. Bei geringen Gesamtaminosäurekonzentrationen werden die vier Aminosäuren fast vollständig aufgenommen. Bei höheren Gesamtaminosäurekonzentrationen bleiben bis 20% im Medium zurück. Die Aufnahme der vier Aminosäuren wird von dem Mengenverhältnis zueinander beeinflußt. Eine Aminosäure wird um so stärker aufgenommen, je mehr das Mengenverhältnis zu ihren Gunsten verschoben ist. Die Aminosäuren konkurrieren miteinander um die Aufnahme in die Zellen.

• 3. Die aufgenommenen Aminosäuren werden in unterschiedlichem Ausmaß zu den entsprechenden höheren Alkoholen abgebaut, Isoleucin und Leucin bis zu 90%, Valin zu maximal 24% und Threonin zu 20%. Die vier Aminosäuren konkurrieren um den Abbau zu den entsprechenden höheren Alkoholen. Dieser Befund steht mit der Annahme von Enzymen in Einklang, die unspezifisch den Abbau der vier Aminosäuren zu höheren Alkoholen katalysieren.