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Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Mikrobiologie und Weinforschung
FI-Übung: Allgemeine Grundlagen (WS 2004/05)
Sebastian Lux
Datum: 5.12.2004
Nachweis der Wirkung von Hemmstoffen
1. Theoretische Grundlagen
Hemmstoffe verhindern das Wachstum von Mikroorganismen bzw. dämmen es
ein. Werden durch einen Stoff Bakterien abgetötet, spricht man von einer
bakteriziden Wirkungsweise. Agenzien, die lediglich das Wachstum hemmen,
werden als bakteriostatisch bezeichnet.
Das Antibiotikum Penicillin gehört zu den
Lactamen und wird von dem Pilz
Penicillum chrysogenum hergestellt. Es verhindert die Quervernetzung des
Peptidoglykanrückgrats und wirkt daher nur auf wachsende Bakterien. Zudem
wirkt Penicillin hauptsächlich gegen grampositive Bakterien, die Zellwand der
meisten gramnegativen Bakterien ist undurchlässig für Penicillin.
2. Material und Methode
Siehe Skript.
In diesem Versuch soll die minimale Hemmkonzentration (MHK) von Penicillin auf
Bacillus bestimmt werden. Hierzu wird eine Verdünnungsreihe des Antibiotikums
angesetzt, jedes Röhrchen anschließend mit Bacillus beimpft und inkubiert.
Wachstum wird durch Trübung angezeigt. Um herauszufinden bei welchen
Konzentrationen Penicillin bakterizid bzw. bakteriostatisch wirkt, werden von den
Medien ohne Trübung Subkulturen angelegt.
Zudem wird eine Auxanographie durchgeführt. Hierbei wird die Hemmwirkung
von verschiedenen Chemikalien auf Hefekulturen untersucht.
3. Ergebnisse
Tabelle Auxanographie
Substanz
Natriumchlorid
Kupfersulfat
Quecksilberchlorid
Benzoesäure
Natriumacetat
Phenol
Kaliumsorbat
Acetylsalicylsäure
Kaliumsulfat
Hemmung
+
+
+
+
+
+
-
Hemmung: +
Nichthemmung: -
Tabelle Hemmstoffverdünnungsreihe
Penicillin-Konzentration
(in g/ml)
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
Hauptkultur
Trübung
Subkultur
Trübung
+
+
+
+
+
+
N
+
+
N
N
N
N
N
N
4
2
1
0,5
0,25
0,125
0,0625
0,0312
0,0156
0,0078
0,0039
+: Trübung
-: keine Trübung
N: nicht durchgeführt
Rechenbeispiel Penicillin-Konzentration:
0,4mg in 10ml entsprechen
0,04mg
in 1ml.
Die Hemmstofflösung wird anschließend noch 1:10 verdünnt, womit die
Ausgangskonzentration 4µg/ml beträgt.
4. Diskussion
Natriumchlorid, Natriumacetat und Kaliumsulfat haben keine hemmende Wirkung
auf die Hefe. Natrium und Chlorid sind als Kation bzw. Anion ohnehin schon
Bestand einer Zelle, Natriumacetat wirkt als Säureregulator und Kaliumsulfat
wird z.B. als Pflanzendünger eingesetzt.
Kaliumsorbat, Acetylsalicylsäure und Benzoesäure sind Konservierungsstoffe und
hemmen auf verschiedene Weise das Wachstum der Hefe. Kaliumsorbat hemmt
Dehydrogenasen,
Proteasen
und
Katalasen,
Benzoesäure
hemmt
Dehydrogenasen, während Acetylsalicylsäure Cyclo-oxygenasen hemmt, die für
die Bildung von Panthotensäure benötigt werden. Phenol denaturiert Proteine
und wurde früher in Desinfektionsmitteln oder als Konservierungsstoff eingesetzt
(z.B.
auf
Schalen
von
gesundheitsschädigenden
Zitrusfrüchten),
Wirkung
nicht
was
mehr
aber
getan
heute
wird.
aufgrund
Die
der
stärkste
hemmende Wirkung der getesteten Substanzen weisen die Schwermetallsalze
Quecksilberchlorid und Kupfersulfat auf. Schwermetalle lagern sich in aktive
Zentren von Enzymen ein (meist an -OH- oder -SH-Gruppen) und deaktivieren
diese somit.
Nach Auswertung der Hauptkultur zeigt Röhrchen 5 als letztes Röhrchen keine
Trübung, die entsprechende Penicillinkonzentration scheint demnach gerade noch
hemmend zu sein. In Röhrchen Nummer 6 lässt sich Wachstum erkennen. Von
den Röhrchen 2-5 wird jeweils eine Subkultur angelegt.
Die minimale Hemmkonzentration von Penicillin liegt den Ergebnissen zufolge bei
Konzentration Nr. 5 (0,25
Geht man davon aus, dass die Trübung in
Röhrchen Nr. 3 der Subkultur aufgrund von Kontamination entstand, kann man
zudem festhalten, dass Penicillin bis zu einer Konzentration von 0,2
bakteriostatisch wirkt, bei höheren Konzentrationen hingegen bakterizid.
Wurde allerdings auch Röhrchen Nr. 5 kontaminiert, so gilt die eben getroffene
Aussage nur unter Vorbehalt.
Literatur:
MADIGAN, MICHAEL T. et. al (2001): Brock. Mikrobiologie, Heidelberg.
SCHLEGEL, HANS G. (1992): Allgemeine Mikrobiologie. Stuttgart.