Diskussion

Chloramphenicol hemmt die Proteinbiosynthese des E. coli. Wenn der Organismus keine Proteine mehr herstellen kann, so wird er sich auch nicht mehr vermehren können. Die Wachstumsmessungen belegen diese Voraussage.

Die Messung der beta-Galaktosidase-Aktivität zeigt, dass in der Kultur mit Lactose die Enzymaktivität der beta-Glycosidase deutlich zunimmt. Ist neben Lactose auch Chloramphenicol im Medium vorhanden, so wird keine beta-Galaktosidase gebildet. Läge das Enzym in Zellen als inaktive Form vor, die durch das Substrat in die aktive Form überführt würde, so sollte auch in diesem Fall eine höhere beta-Galaktosidase-Aktivität nachweisbar sein. Die Messungen zur Enzymaktivität schliessen jedoch diese Aktivierungsmöglichkeit aus.

Wird den E. coli Zellen neben Lactose gleichzeitig Glucose angeboten, so wird auch in diesem Fall nur wenig beta-Galaktosidase gebildet. Dieser Befund kann so erklärt werden, dass Glucose gegenüber Lactose das energetisch günstigere Substrat ist und damit bevorzugt verstoffwechselt wird. In diesem Fall wird die Neusynthese der beta-Galaktosidase gehemmt. Solche Befunde sind häufig. Sie werden unter dem Begriff Katabolitrepression zusammengefasst.

Das Enzym beta-Galaktosidase muß ein großes Protein sein. Das ist an den Werten erkennbar, die bei 120 min Versuchsdauer von Zellen erhalten wurden, die nach dem BubBuster-Aufschluss abzentrifugiert wurden. Der Überstand enthält wohl keine beta-Galaktosidase, da keine signifikante 2-Nitrophenolfreisetzung (Zunahme der Gelbfärbung) zu beobachten ist. Die parallelen Proben mit BugBuster permeabilisierten Zellen zeigen aber sehr wohl eine hohe beta-Galaktosidase-Aktivität.

Dieser Befund kann so erklärt werden, dass die Zellmembranen durch BugBuster nur "kleine" Poren bekommen haben. Die Porengröße ist für das Austreten kleiner Proteine und für die beta-Galaktosidase-Substrate und Reaktionsprodukte ausreichend. Die beta-Galaktosidase ist jedoch etwa 120 kDa groß (siehe den Protein-Marker im SDS-PAGE); sie wird durch die permeabilisierten Zellmembranen zurückgehalten.