ISSN:
1432-072X
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Biology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Das sich bei Phosphormangel und fast vollständiger Abwesenheit von Kupfer anreichernde Chromogen von A. chroococcum ist neben vielleicht noch einigen anderen Stoffen vor allem Brenzcatechin und nicht Tyrosin, wie bisher angenommen wurde. Der schwarzbraune Farbstoff ist darum auch kein Melanin im klassischen Sinne, sondern eine den Grauhuminsäuren ähnliche Substanz. A. agilis bildet kein Brenzcatechin und keine anderen über Chinone zu Farbstoffen kondensierbaren und polymerisierenden Phenole. Brenzcatechin wird durch diese in ihrer Grundatmung wirksamere Azotobacter-Art in jedem Falle zerstört, wenn es dem Nährsubstrat zugesetzt wird. Ähnliches geschieht durch A. chroococcum nur dann, wenn die Zellen mit viel Phosphat ernährt werden. Brenzcatechin und der daraus entstehende schwarzbraune Farbstoff werden von den bei Phosphormangel sich entwickelnden rundlichen, dickwandigen, schwächer atmenden und als Cysten angesprochenen Zellen von A. chroococcum gebildet. Sie enthalten reichlich Fett und PHB, jedoch kein Glykogen und keine „Nadi”-positiven Körnchen (Cytochromoxydase). Umgekehrt speichern die bei Phosphorüberfluß sich entwickelnden ovalen, dünnwandigen und stärker atmenden Zellen Glykogen, weniger PHB, kein Fett und enthalten reichlich „Nadi”-positive Körnchen. Auch für Azotobacter ist Brenzcatechin ein Zellgift, das aber infolge seiner augen-blicklichen Überführung in den dunklen, humusartigen Farbstoff schnell entgiftet wird. Nicht nur biochemisch, nämlich in Anwesenheit lebender Azotobacter-Zellen, sondern auch rein chemisch kann bei mittlerer Temperatur, bei gepufferter neutraler Reaktion und mit verhältnismäßig viel Eisen-Ionen in der Reaktionslösung ein schwarzbrauner Niederschlag aus Brenzcatechin entstehen, hann allerdings langsamer. Kupfer, für die schneller verlaufende biochemische Reaktion unentbehrlich, scheint bei der rein chemischen keine Rolle zu spielen. Bei der rein chemischen wie auch vermutlich bei der biochemischen Oxydation des Brenzcatechins zum Chinon verbindet es sich unter den gegebenen Versuchsbedingungen mit nucleophilen Stoffen. Auf diese Weise dürften wesentliche Mengen des Stickstoffs und anderer Pflanzennährstoffe in den fruchtbaren Bodenhumus gelangen.
Notes:
Summary The chromogen of A. chroococcum which concentrates under conditions of phosphorus deficiency and almost complete lack of copper is not tyrosine, as previously accepted, but is catechol in the first place. Possibly some other compounds of chromogenic nature are produced in smaller quantities. Hence, the black-brown pigment is not a melanin in the classic sense but a substance related to the gray humic acids. A. agilis does not produce catechol or any other phenol that by condensation and polymerization of the corresponding quinone is converted into pigment. This Azotobacter species which compared with A. chroococcum has a more active basic respiration destroys the catechol when added to the nutrient substrate. A. chroococcum acts the same way only in case of abundant phosphorus supply. Catechol and the black-brown pigment developing from it are produced by cells of A. chroococcum known as cysts that are round, possess thick cell walls and have a weak respiratory activity. They contain plenty of fat and PHB, but no glycogen, and do not possess any granules positive in the „Nadi”-reaction (Cytochromoxidase). On the other hand, with abundance of phosphorus, oval cells with thin cell walls develop exhibiting a stronger respiration. These cells store up glycogen, but less PHB, and no fat. They have plenty of “Nadi”-positive granules. To Azotobacter as to many other organisms catechol represents a cell poison; however, it is quickly detoxified by its immediate conversion into the dark humus-like pigment. Not only in the presence of living cells of Azotobacter but even in a pure chemical reaction a dark-brown precipitate is produced from catechol in neutral and buffered solution provided that Fe-ions are present in a relatively high concentration. This process, however, takes more time. Copper is indispensable in the quick biochemical reaction but appears to be of no importance for pure chemical conversion. In the chemical conversion and presumably also in the biochemical oxidation of catechol into quinone there is a combination with nucleophilic substances under the chosen experimental conditions. By this process considerable amounts of nitrogen and of other plant nutrient elements might be incorporated into the productive soil humus.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00407637
