Betrachtungen über die energetischen Verhältnisse total- und partiell-atmungsdefekter (TRD, PRD) haploider Mutanten vonSaccharomyces cerevisiae

Abstract

Long-term observations have shown that “totally” respiration-deficient (TRD) chromosomal mutants (pϱ⁺) isolated after nitrite treatment of haploidSaccharomyces cerevisiae strains very often give origin spontaneously to “partially” respiration-deficient (PRD) chromosomal mutants (p'ϱ⁺). While cultures of vegetative (Pϱ⁻) and chromosomal (pϱ⁺) TRD-mutants cannot utilize non-fermentable carbon sources such as acetate, p'ϱ⁺-strains can utilize acetate, although their consumption is slow and always less than that of Pϱ⁺ (wild) strains with intact respiration.Qo2 andQco2 maesurements during the stationary phase on glucose substrate permit the calculation of the oxidative (OEP) and fermentative (FEP) and thus the total (GEP) energy production. From these values a strain-specific respiratory-activity-quotient (AQ) can be calculated. The group of the PRD strains shows a “continuous” transition from the TRD mutants to the “wild” Pϱ⁺ strains. All RD mutants have a tendency to maintain their total energy production values by means of an intensified fermentation. The diminution of the OEP resulting from the RD mutation exeeds that of the GEP by approximately 60 to 70 %. The rate of oxygen uptake is increased by a raisedpo ₂ in p'ϱ⁺ mutants. This is not the case with TRD mutants. Whether or not the tendency to endogenous regeneration as shown by the frequent spontaneous occurence of the process pϱ⁺ → p'ϱ⁺ can be regarded as a genetic “long-term regulation” is discussed.

Zusammenfassung

• 1. Langjährige Beobachtungen zeigten, daß aus total atmungsdefekten (TRD) chromosomalen Mutanten (pϱ⁺), die nach Nitritbehandlung haploiderSaccharomyces cerevisiae-Stämme isoliert wurden, sehr häufig spontan partiell atmungsdefekte (PRD) chromosomale Mutanten (p'ϱ⁺) entstehen.

• 2. Während die vegetativen (Pϱ⁻) und chromosomalen (pϱ⁺) TRD-Mutanten nicht vergärbare C-Quellen wie beispielsweise Acetat unter Züchtungsbedingungen überhaupt nicht verwerten können, zeigen die p'ϱ⁺-Stämme eine Acetatverwertung, die allerdings langsam erfolgt und in allen Fällen unter dem Wert der atmungsintakten Pϱ⁺-Stämme liegt.

• 3. DieQo2- undQco2-Messungen auf Glukosesubstrat in der Ruhephase ermöglichen die Ermittlung der oxydativen (OEP)- und fermentativen (FEP)- und hieraus der gesamten (GEP)-Energieproduktion. Aus diesen Werten läßt sich ein stammcharakteristischer Atmungsaktivitätsquotient (AQ) berechnen.

• 4. Die Gruppe der PRD-Stämme bildet einen „kontinuierlichen“ Übergang von den TRD-Mutanten zu den Pϱ⁺-Stämmen.

• 5. Bei sämtlichen RD-Mutanten ist eine Tendenz sichtbar, ihre GEP-Werte durch intensivierte Gärung zu erhalten (Signifikante Korrelation zwischen OEP und FEP). Die Verminderung der OEP infolge der RD-Mutation ist um etwa 60 bis 70 % größer als die der GEP.

• 6. ErhöhterPo2 steigert bei den p'ϱ⁺-Mutanten die Geschwindigkeit der O₂-Aufnahme. Dies ist bei TRD-Mutanten nicht der Fall.

• 7. Die auf Grund des häufig spontan auftretenden Vorgangs pϱ⁺ → p'ϱ⁺ angenommene endogene Regenerationstendenz wird als eine Art endogene „langfristige Regelung“ gedeutet.