ZbJ. Bakt. Abt. II, Bd. 131, S. 692- 696 (1976)
[Aus dem mikrobiologischen Laboratorium der Dermatologischen Universitatsklinik Brno, CSSR (Direktor: Prof. Dr. J. HORACEK, DrSc.)]
Die lipolytische Aktivitat einiger Candida-Arten 1 ) Lipolytic Activity in some Candida Strains Leopold Pospisil und Anna Kabatova Mit 2 Abbildungen
Summary The autors carried out an examination on the production of lipase in 300 Candida strains. The lipolytic activity was present in the majority of strains. In the 60 of the strains a more precise measure· ment of lipase production was performed qualitatively in a solid medium according to SIERRA (1957) and quantitatively in a liquid medium by titration with 0.1 N KOH. Forther more, the correlation was determined between the production of lipase and the Candida growth. It was found that the qualitative proof of lipase in a solid medium according to SIERRA (1957) is a good informative method for determining lipolytic activity in Candidae. A much more sensitive method, however, is the quan· titative method in a liquid medium; by this method the authors were successful in determining lipolytic activity even in some cases where the qualitative test was negative. On the whole, Candidae are lipolytically highly active. The mean values of lipase production in the Candida albican8 cultures is 622 units in 1 ml of liquid medium; in other strains it is 798 units in 1 m!. There is a direct relation between the density of the culture and the amount of lipase produced.
Zusammenfassung Die Autoren untersuchten orientierungshalber mehr als 300 Candida·Stamme hinsichtlich Pro· duktion von Lipase, wobei festgestellt wurde, da/3 die Mehrheit der Stamme lipolytisch aktiv ist. Bei 60 Candida·Stammen wurde die Lipaseproduktion qualitativ auf dem Nahrboden nach SIERRA (1957) und quantitativ (durch die Titrierung mit 0,1 N KOH) im flussigen Nahrmedium untersucht. Weiterhin wurde Korrelation der Produktion von Lipase zur Starke des Candida·Wachstums ver· folgt. Es wurde festgestellt, da/3 der qualitative Nachweis auf dem festen Nahrboden nach SIERRA (1957) eine gute Orientierungsmethode fur die Ermittlung der lipolytischen Aktivitat der CandidaStamme ist. We it empfindlicher ist aber die quantitative Methode im flussigen Nahrboden. Dabei gelang es, die lipolytische Aktivitat auch in solchen Fallen festzustellen, bei denen der qualitative Test negativ war. Die Candida-Stamme sind im allgemeinen hoch lipolytisch aktiv. DerDurchschnittswert der Lipase bei C. atbicans betragt 622 E/ml und 798 Elml bei anderen Candida-Arten . Zwischen der Wachstumsdichte der Hefen und der von ihnen gebildeten Lipasemenge besteht eine direkte Korrelation.
Die lipolytische Aktivitat mikrobieller Herkunft wurde von mehreren Autoren studiert. EIJKMAN wies bei Staphylokokken schon im Jahre 1901 die Lipase nacho SIERRA (1957) nlitzte als erster flir den Nachweis der lipolytischen Aktivitat von Mikroorganismen das Prinzip der Prazipitation der durch das Enzym frei gewordenen 1) Herrn Prof. Dr. L. CRMEL, DrSc., zum 60. Geburtstag.
Die lipolytische Aktivitat einiger Candid(!-Arten
693
Fettsaure mit den Kalziumsalzen aus. Die entstandenen Kristalle sind makroskopisch sichtbar. Deshalb werden zum Nahrmedium das Kalziumchlorid und Tween zugegeben. Tween enthalt - wie bekannt - im Molekiil die Fettsaure in der Bindung yom Typ Ester-Saure. Wenn ein Mikroorganismus in dem Tween-Medium Lipase produzicrt, entsteht die Lockerung der Ester-Saure-Bindung, und die freie Fettsaure bildet mit dem Kalziumchlorid Kristalle, die mit bloB em Auge rund urn die Kolonie in Form einer Triibungszone (Halo) sichtbar sind. In der letzten Zeit untersuchten einige Autoren wiederum dieses Ferment in dem Bestreben, eine Korrelation zwischen der lipolytischen Aktivitat und der Virulenz nachzuweisen (DELMOTTE 1958, DELMOTTE 1959, POSPISIL U. HORACEK 1965, PosPISIL 1966). Auf die lipolytische Aktivitat von Candida albicans wiesen zum erstenmal BRABANT u. DELMOTTE 1959 hill.. Auf festen Nahrb6den mit dem Zusatz von Tween stellen diese Autoren fest, daB verschiedene C. albicans-Stamme eine lipolytische Aktivitat von verschiedener Intensitat besitzen. Die Autoren diskutieren iiber die Zusammenhange zwischen der lipolytischen Aktivitat und der Virulenz von C. albicans. In unserer Arbeit versuchten wir festzustellen, ob auBer C. albicans noch weitere Candida-Arten Ii polytisch aktiv sind. AuBerdem wurde gepriift, ob die LipaseProduktion quantitativ meBbar ist, und ob es eine Korrelation. zwischen der Densitat der Candida-Zellen und der produzierten Lipase-Menge gibt. Diese Arbeit ist ein Teil einer breiter gefaBten Untersuchung, in der wir auch weitere Enzyme der CandidaArten nachzuweisen versuchten (POSPiSIL 1971).
Material und Methodik Die benutzten Candida-Stamme: die Mehrzahl der Candida-Stiimme, die wir auf lipolytische Aktivitat untersuchten, wurden in unserem Laboratorium von verschiedenen oberflachlichen oder tiefen pathologischen Prozessen iwliert. Die Stiimme wurden nach den iiblichen Methoden identifiziert (LODDER u. KREGER VAN RIJ 1952) und bis zur Untersuchung aufSABoURAuD-Agar aufbewahrt. Der qualitative Nachweis lipolytischer Aktivitat wurde auf dem festen Niihrboden nach SIERRA (1955) mit Tween 80 und Kalziumchlorid durchgefiihrt. Der quantitative Nachweis der Lipaseaktivitat wurde in 10 ml Peptonwasser, das mit 10 % Tween 80 angereichert wurde, durchgefiihrt. Als Kontrolle diente tei jedem untersuchten Stamm bloBes Peptonwasser ohne Tween. Nach einer 24stiindigen Inkubation bei 24°C wurde die Candida-Suspension zentrifugiert und del' Uberstand mit 0,1 N KOH und Phenolphthalein als Indikator titriert. Der Unterschied im Verbrauch von Kalilauge in den Medien mit und ohne Tween zeigt die Menge der frei gewordenen Fettsauren und ist ein MaJ3stab der lipolytischen Aktivitat des betreffenden Stammes, wobei 1 ml an verbrauchter 0,1 N Kalilauge 500 Lpiase-Einheiten entspricht. Es handelt sich hier urn eine Modifikation der Methode von COLLOWITZ u. KAPLAN (1955). Bei der Feststellung der Korrelation zwischen Candida-Densitat und Lipasemenge wurde die Titration wie oben beschrieben durchgefiihrt. Die Menge der gewachsenen Candida-Stamme wurde nach der Triibung der Kultur spektrophotometrisch mit dem Spektrophotometer KIPP-HoLLAND gemessen. Die Messung wurde in regelmaJ3igen Zeitabschnitten nach der Inokulation bei einer Wellenlange von 450 nm durchgefiihrt.
Ergebnisse Die qualitative Bestimmung auf dem festen Nahrboden wurde bei mehr als 300 verschiedenen Candida-Stammen durchgefiihrt. Es wurde festgestellt, daB die Mehrheit der Hefen Ii polytisch aktiv ist (Abb. 1). Fiir den genaueren Vergleich der qualitativen und quantitativen Verhaltnisse wurden 60 Stamme ausgewahlt. Die Resultate sind in den Tabellen 1 und 2 an.gefiihrt. In Tabelle 1 sind die Resultate der Messung der lipolytischen Aktivitat bei 30 C. albicans-Stammen, in Tabelle 2 bei anderen Candida-Arten angefiihrt. Die meisten Stamme sind lipolytisch aktiv. In. Abb. 2 ist die Korrelation des Wachstums und der Lipaseproduktion veranschaulicht.
694
L.
POSPISIL
und A. KABkrod
Abb. 1. Qualitativer Nachweis der lipolytischen Aktivitat von C. albicans auf festem Nahrboden.
Tabelle 1. Lipolytische Aktivi"iH von Nr.
C. alMeans-Stamm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
SK SK SK SK Sp Sp Sp N N V V V R
7829 569 :329 78 1548 318 979 1540 980 944 1580 72410.8. 68 110 276/59 466/58 237/59 265/63 307/58 402/58 U:3/63 169/58 168/63 109/59 357/58 468/60 1/60 21 4/58 216/58
:~O
C. albicans-Stammen
Qualitativer Lipasenachweis
Quantitative Bestimmung der Lipaseproduktion (E/ml)
++ +++ + +++ ++ ++
250 150 1500 600 750 750 0 250 150 250 0 950 750 900 950 450 350 650 750 450 750 1250 850 1250 750 50 750 1650 250 250
0
+++ +/-
0 0 0
++ ++ ++/+++ ++ ++/+++ ++/+++ ++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ ++/+++ +++ +++ +++
Durchschnitt 622 Elml
Die lipolytische Aktivitat einiger Candida-Arten
695
Tabelle 2. Lipolytische Aktivitat einiger Candida-Arten Nr.
Candida-Art
Stamm Nr.
Qualitativer Lipasenachweis
Quantitative Bestimmung der Lipaseproduktion (E/ml)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
parapsilosis parapsilosis parapsilosis pelliculosa pelliculosa pelliculosa pseudotropicaZis pseudotropicalis pulcherima pulcherima stellatoidea utilis reukaufii krusei krusei krusei krusei krusei guillermondi guillermondi guillermondi guillermondi tropicalis tropicalis tropicalis tropicalis tropicalis tropicalis trQpicalis tropicalis
N 605/60 Sp 276/63 SK 85/59 SK 77/63 Sp 36/63 R 502/58 R 114/63 R 191/63 SK 437/58 SK 284/63 Sp 26/60 N 414/67 R 593/68 R 498/68 678 686 113/71 673 10.8. 759 N 349/59 N 756/60 70 919 180/69 6.7.
+1++
350 350 1250 50 200 100 2050 1950 1450 1650 500 150 800 800 900 800 950 800 500 1150 250 50 950 900 1000 950 450 950 800 900
+++ +++
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
++ ++ ++ ++ ++ +++ +++
0 0
++ ++/+++ ++ +1++
++ ++ ++ +
340/69 353/69
920/72 918/71
Durchschnitt 798 E/ml
,
:t>
A
,/ ~
....
Abb. 2. 0--0 Extinktionswerte der Kulturtriibung 0,53-1,0; fj, - - - - fj, Lipolytische Aktivitat 50-1200 E.
_..- ..A
o
2
" ..- "..-"
"
L\ ,,~
,/
~
"
/
/
/
/
/
/
I
I
I
" "II
",.""'tl
.... 8
0
II
J
s
0
7
8
9
10
ZfJlunden
696
L.
POSPISIL
and A. KABATOY.i., Die lipolytische Aktivitat einiger Cand-ida-Arten
Besprechung der Ergebnisse Aus den Tabellen 1 und 2 ist ersichtlich, daB die meisten Oandida-Arten Lipase produzieren. Es ist festzustellen, daB die qualitative Methode des Lipasenachweises auf dem festen Nahrboden nach SIERRA (1957) als eine gute Orientierungsmethode anzusehen ist. Sie ist aber nicht geniigend empfindlich. In einigen Fallen gelang es bei der quantitativen Bestimmung, eine lipolytische Aktivitat auch dort nachzuweisen, wo eine enzymatische Aktivitat makroskopisch nicht feststellbar war. Die OandidaStamme sind im allgemeinen hoch lipolytisch aktiv. Diese Aktivitat iiberragt im Durchschnitt die lipolytische Aktivitat anderer Mikroorganismen mehrfach. So wurde z. B. der Durchschnittswert bei Staphylokokken mit 100 E/ml ermittelt (POSPISIL 1966). Dagegen betragt der Durchschnittswert bei den Oandida-Stammen mehr als 622 bzw. 798 E/ml.
Literatur BRABANT, H., et DELMOTTE, A.: Recherches sur l'activiM lipolytique de Candida albicans. Bull. group. internat. rech. sci. stomatol. No.4 (1959), 1-18. COLLOWITC, S. P., and KAPLAN, N. 0.: Methods in Enzymology, Vol. 1. New York 1955. DELMOTTE, A.: L'activiM lipolytique microbienne decellee par de metode de Sierra avec reference speciale au M. pyogenes var. aureus. Antonie van Leeuwenhoek %4 (1958),309-320. - Une nouvelle epreuve de virulence pour Ie Micrococcus pyogenes var. aureU8 (Staphylocoque dore). L'etude de l'activiM lipolytique par la metode de Sierra. Arch. Belges de Derm. Syph. 15 (1959), 243-266. EIJKMAN, C.: Uber Enzyme bei Bakterien und Schimmelpilzen. Zbl. Bakt. I Orig. 29 (1901), 841-848. LODDER, J., and KREGER-VAN RIJ, N. J. W.: The Yeasts. Amsterdam 1952. POSPISIL, L., HORACEK, J.: Lipazy stafylokoku koznlho puvodu. Brat.lek.listy 45/1 (1965),193-197. - Quantitative Lipasebestimmung der aus verschiedenen Dermatosen isolierten Staphylokokken. Derm. Wschr. 16% (1966), 1335-1339. - Oxidazovy komplex u kandid. es. dermat. 47 (1972), 69-73. SIERRA, G.: A simple method for the detection of lipolytic activity of microorganisms and some observations on the influence of the contact between cells and fatty substrates. Antonie van Leeuwenhoek 23 (1957), 15-22. Anschrift der Verfasser: Doz. MUDr. LEOPOLD POSPISIL, DrSc., and Dr. ANNA KABATOVA, Pekarska 53,65691 Brno, Czechoslovakia.