Untersuchungen zur Regulation des Tryptophan-abhängigen Sekundärmetabolismus von Malassezia furfur

Abstract

Malassezia-Hefen, Teil der residenten Hautflora, gelten als Erreger der PV. Untersucht wurden Auswirkungen des Aminostickstoffmilieus auf Wachstum, Morphologie und Sekundärmetabolismus von M. furfur. Nach Primärkultur auf Dixon-Agar wurden die Hefen in ein Flüssigmedium, bestehend aus einer Lipidquelle, Salzen und einer Kombination von Stickstoffquellen, überführt. Unter Zugabe von TRP und GLY wurde die Zellmasse mit Hilfe der Trockenmethode sowie die Pigmentsynthese spektralphotometrisch quantifiziert. Unter Zugabe von GLY kommt es zu einer exponentiellen Zunahme der Biomasse, jedoch zu keiner Pigmentsynthese. TRP als alleinige Stickstoffquelle resultierte in einer deutlichen Braunfärbung des Mediums ohne Zunahme der Biomasse. Zeitgleiche equimolare Gabe beider Aminosäuren führte zunächst zu einem Anstieg der Biomasse als Ausdruck einer präferentiellen Verstoffwechselung von GLY, später nach Erreichen eines Wachstums-Plateaus zur Pigmentsynthese, die aber aufgrund der größeren Biomasse rascher abläuft als bei alleiniger TRP-Gabe. Hierbei änderte sich die Morphologie der Hefe von rund zu länglich. Starten mit TRP und spätere GLY-Zugabe führte zu einem Stopp der Pigmentbildung bei gleichzeitiger Wachstumsinduktion. Diese in vitro dargestellten On/Off-Phänomene in Abhängigkeit von der Stickstoffquelle könnten auch in der Pathogenese der PV bedeutsam sein: Hyperhidrose Ausbildung eines Biofilms- präferentieller Verbrauch einzelner Stickstoffquellen wie Glycin mit exponentiellem Wachstum nach deren Verbrauch Umschalten auf TRP-abhängige Pigmentsynthese mit pathophysiologisch bedeutsamen Wirkungen. Sie bilden die Grundlage für molekularbiologische Methoden zum Nachweis beteiligter Gene (u.a. Subtraktionstechnologie). Belonging to the resident flora of the skin, Malassezia yeasts are thought to cause pityriasis versicolor (PV). The present investigation focused on the impact of an amino-nitrogen milieu on growth, morphology and secondary metabolism of M. furfur. Following primary culture on Dixon agar, the yeasts were transferred to a fluid medium comprised of a lipid source, salts, and a combination of nitrogen sources. After addition of tryptophan (TRP) and glycine (GLY), the cell mass was calculated by the dry-weight method, and pigment synthesis was determined by means of spectral photometric measurement. Addition of GLY caused an exponential increase in biomass, but pigment synthesis did not occur. TRP as the sole nitrogen source resulted in distinct brown staining of the medium, and there was no increase in biomass. Simultaneous equimolar addition of both amino acids caused an increase in biomass, indicating the preferential metabolism of glycine; once the growth curve had reached its plateau, this was followed by pigment synthesis which, however, by virtue of the higher biomass, occurred more rapidly than after addition of TRP alone. During the process, yeast cell morphology changed from round to oval. Starting with TRP alone and then adding GLY brought about an inhibition of pigment formation with simultaneous growth induction. The on-off phenomena presented here in vitro as a function of nitrogen source may also be significant when considering the pathogenesis of pityriasis versicolor: hyperhidrosis - biofilm formation - preferential consumption of individual nitrogen sources such as glycine with exponential growth - thereafter, switchover to TRP-dependent pigment synthesis with pathophysiologically significant effects. They constitute the basis of molecular-biological methods intended to assist in the detection of genes involved (for example, subtraction technology).