The degradation of tryptophan in Endomycopsis Vernalis and other yeasts

Abstract

The degradation of tryptophan (Try) and some of its potential intermediates has been studied in Endomycopsis vernalis. The following degradation products were identified in surface-cultures of Endomycopsis which had been fed with C-14-labeled d,l-Try for 12–24 hrs: β-(indolyl-3)-pyruvic acid (IBS); β-(indolyl-3-)lactic acid (IMS); α-(indolyl-3-)acetic acid (IES); indolyl-3-carboxylic acid (ICS); β-(indolyl-3-)ethanol (β-IÄ); indole-3-aldehyde (IAld); N_α-acetyl-tryptophan (Ac-Try). Indole-3-acetaldehyde (IAAld) could be demonstrated only in experiments in which cell-free extracts were used. IMS was isolated from the culture medium and was identified by means of chemical methods and IR- and mass-spectra. Feeding of both d- and l-Try yielded L-(-)-indolyllactic acid exclusively. The first step in the breakdown of Try has been shown to be a transamination-reaction leading to the formation of IBS. The NH₂-group can be transferred to α-ketoglutaric acid as well as to phenylpyruvic acid. The degradation products of Try were determined quantitatively by feeding C-14-_(3-alanyl-) d,l-Try to Endomycopsis cultures. After 10 hrs nearly 60% of the original radioactivity of Try was found in IMS. In comparison to IMS the concentrations of the other degradation products formed were rather small: Ac-Try (about 1/7 of the IMS-concentration), IES (1/10), β-IÄ (1/12), ICS (1/80), IAld (1/220). The following pathways in the degradation of Try in Endomycopsis vernalis are assumed to be of physiological, i.e., enzymatic, nature: Try→IBS→IAAld→β-IÄ, and Try→Ac-Try, and IBS→IMS. IMS and β-IÄ appear to be metabolic end products. Nach Verfütterung von d,l-Tryptophan (d,l-Try) und anderen Indolkörpern an Oberflächenkulturen von Endomycopsis vernalis konnten folgende Abbauprodukte nachgewiesen werden: N_α-Acetyl-tryptophan (Ac-Try), β-(Indolyl-3-)brenztraubensäure (IBS), β-(Indolyl-3-) milchsäure (IMS), α-(Indolyl-3-)essigsäure (IES), Indol-3-carbonsäure (ICS), β-(Indolyl-3-)äthanol (β-IÄ), Indol-3-aldehyd (IAld). Der Nachweis von Indolyl-3-acetaldehyd (IAAld) gelang nur in Versuchen mit zellfreien Extrakten. IMS wurde präparativ isoliert und mit Hilfe chemischer und physikalischer Methoden identifiziert. Sowohl die Verfütterung von d- als auch von l-Try lieferten ausschließlich l-(-)-Indolylmilchsäure. Der erste Schritt im Try-Abban ist eine Transaminierung, die zur Bildung von IBS führt. Die NH₂-Gruppe kann sowohl auf α-Ketoglutarsäure als auch auf Phenylbrenztraubensäure übertragen werden. Eine quantitative Bestimmung der Try-Abbauprodukte mit Hilfe von ¹⁴C_(3-Alanyl)-d,l-Try ergab, daß der überwiegende Teil des Try zu IMS abgebaut wird. Es folgen in abnehmendem Mengenverhältnis: Ac-Try, IES, β-IÄ, ICS, IAld. Auf Grund der Ergebnisse wird angenommen, daß folgende Reaktionen im Try-Abbau bei Endomycopsis physiologisch, d.h. enzymatisch bedingt sind: Try→IBS→IAAld→β-IÄ sowie Try→Ac-Try und IBS→IMS.