Untersuchungen zur Entstehung von Dl-Milchsäure bei Lactobacillen und Charakterisierung einer Milchsäureracemase bei einigen Arten der Untergattung Streptobacterium

Summary

The isomer composition of the lactic acid formed by the various species of lactobacilli was enzymatically determined. It is shown, that the D(-)-lactate formers produce D(-)-lactate exclusively whereas all L(+)-lactate formers always produce a few per cent of the other isomer in addition. The latter is due to the presence of a NAD dependent D-LDH of very low activity. The formation of Dl-lactic acid is either caused by the presence of both stereospecific different LDHs or by the formation of L(+)-lactic acid followed by racemisation. In some species the biochemical basis of the racemate formation is still unknown.

The racemase was isolated and characterised from Lactobacillus curvatus, L. sake and L. casei ssp. pseudoplantarum. This enzyme is induced by L(+)-lactic acid. The induction is inhibited by actinomycine D. A separation of lactic acid racemase and of L-LDH was achieved by the application of a sucrose density gradient.

Zusammenfassung

Eine kritische Überprüfung der von den verschiedenen Arten der Gattung Lactobacillus gebildeten Milchsäure ergab, daß zwar die D(-)-Laktatbildner reines D(-)-Isomer, die L(+)-Laktatbildner aber immer auch einige wenige Prozente des anderen Isomers bilden. Letzteres beruht auf der Anwesenheit einer sehr schwach aktiven NAD-abhängigen D-Laktatdehydrogenase neben der hochaktiven NAD-abhängigen L-Laktatdehydrogenase.

Die Bildung von Dl-Laktat beruht entweder auf der Anwesenheit der beiden stereospezifisch verschiedenen Laktatdehydrogenasen oder auf der Bildung vo L(+)-Milchsäure und anschließender Racemisierung. In einigen Fällen ist die biochemische Grundlage der Racematbildung noch unklar. Bei fast allen Dl-Bildnern ist das Isomerenverhältnis von den Wachstumsbedingungen abhängig.

Bei Lactobacillus curvatus, L. sake und L. casei ssp. pseudoplantarum wurde die für die Dl-Bildung verantwortliche Milchsäureracemase nachgewiesen und näher charakterisiert. Es handelt sich um ein induzierbares Enzym, dessen Induktor L(+)-Milchsäure ist. Die Induktion kann mit Actinomycin D gehemmt werden. Eine Trennung von Racemase und L-Laktatdehydrogenase gelang durch Zentrifugation im Saccharosedichtegradienten, da das Molekulargewicht der Racemase mit 52–60000 in einigen Fällen niedriger liegt als das der Laktatdehydrogenase.