Bildung von Wasserstoff und Formiat durch Ruminococcus albus

Radioisotopische Wachstumsstudien mit spezifisch markiertem (14)C-Glukose bestätigten, dass Ruminococcus albus, Stamm 7, Glukose hauptsächlich über den Embden-Myerhof-Parnas-Weg zu Acetat, Ethanol, Formiat, CO(2), H(2) und einem nicht identifizierten Produkt fermentiert. Zellaufhängungen und Extrakte wandelten Pyruvat in Acetat, H(2), CO(2) und eine kleine Menge Ethanol um. Formiat wurde nicht aus Pyruvat produziert und nicht zu H(2) und CO(2) abgebaut, was darauf hinweist, dass Formiat kein Zwischenprodukt bei der Produktion von H(2) und CO(2) aus Pyruvat war. Zellextrakt- und (14)C-Glukose-Wachstumsstudien zeigten, dass die H(2)-produzierende Pyruvat-Lyase-Reaktion der Hauptweg zur Produktion von H(2) und CO(2) ist. Eine aktive Pyruvat-(14)CO(2)-Austauschreaktion konnte mit Zellextrakten nachgewiesen werden. Die (14)C-Glukose-Wachstumsstudien deuteten darauf hin, dass Formiat sowie CO(2) aus den 3- und 4-Kohlenstoffpositionen von Glukose stammen. Ein formiatproduzierendes Pyruvat-Lyase-System konnte weder durch Pyruvat-(14)C-Formiat-Austausch noch durch Netto-Formiatbildung aus Pyruvat nachgewiesen werden. Wachstumsstudien mit unmarkiertem Glukose und markiertem (14)CO(2) oder (14)C-Formiat deuten darauf hin, dass Formiat aus den 3- und 4-Kohlenstoffpositionen von Glukose durch eine irreversible Reduktion von CO(2) entsteht. Die Ergebnisse der Studien zum Zeitverlauf der Formiatproduktion zeigten, dass die Formiatproduktion eine späte Funktion des Wachstums ist und die Produktionsrate sowie die insgesamt produzierte Menge steigen, während die Glukosekonzentration, die dem Organismus zur Verfügung steht, zunimmt.