Verwertung von Trimethylammoniumverbindungen durch Acinetobacter calcoaceticus

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Abstract
The utilization of carnitine and carnitine derivatives (O-acylcarnitines, carnitine carboxylderivatives) and structure-related trimethylammonium-compounds (betaines and nitrogen-bases) by Acinetobacter calcoaceticus was studied by means of the control of growth and the quantitative detection of metabolites. The strain grew only on l-carnitine, l-O-acylcarnitines, and γ-butyrobetaine as the sole carbon sources. The utilization of these compounds and the growth correlated with the cleavage of the C-N bond and thereby with the formation of trimethylamine. d-Carnitine was metabolized, if an additional carbon source, like l-carnitine, was present in the incubation mixture, or if the bacteria were preincubated with l-or dl-carnitine, but no growth was observed on d-carnitine as the sole carbon source. The bacteria oxidized choline to glycinebetaine in the presence of additional carbon sources, glycinebetaine itself was not assimilated. With regard to the catabolism of quaternary nitrogen compounds Acinetobacter calcoaceticus shows a different pathway in comparison with other bacterial species metabolizing carnitine. Die Verwertung von Carnitin und Carnitinderivaten (O-Acylcarnitine, Carnitincarboxyl-derivate) und strukturverwandten Trimethylammoniumverbindungen (Betaine und Stickstoffbasen) durch Acinetobacter calcoaceticus wurde anhand des Wachstums und des quantitativen Nachweises der Metabolite untersucht. Der Stamm wuchs auf l-Carnitin, l-O-Acylcarnitinen und γ-Butyrobetain als jeweils einziger C-Quelle. Der Verbrauch dieser Verbindungen und das Wachstum korrelierten mit der Spaltung der C-N-Bindung und mit dem gebildeten Trimethylamin. d-Carnitin wurde metabolisiert, wenn als zusätzliche C-Quelle l-Carnitin im Nährmedium vorhanden war, oder wenn die Bakterien mit l-oder dl-Carnitin vorinkubiert worden waren. Mit d-Carnitin als einziger C-Quelle wuchsen die Bakterien jedoch nicht. Die Bakterien oxidierten Cholin zu Glycinbetain in Gegenwart einer zusätzlichen C-Quelle, Glycinbetain selbst wurde nicht assimiliert. In Hinsicht auf den Abbau quaternärer Stickstoffverbindungen besitzt Acinetobacter calcoaceticus im Vergleich zu anderen Carnitin-verwertenden Bakterienarten einen für ihn charakteristischen Stoffwechselweg.

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