03b Identifizieren von MOs Flashcards

Biochemie Molekularbiologie

1
Q

Welche drei Hauptaspekte werden in der biochemischen Bakterienanalyse untersucht und womit?

A
  • Nachweis von Enzymaktivitäten - Schnelltest
  • Analyse der Zusammensetzung der Zellwand - Schnelltest
  • Nachweis von Cytochromen (Farbspektrum) - PCR
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2
Q

Welche Voraussetzung gilt für biochemische Tests? Was ist der Nachteil?

A
  • Voraussetzung: Reinkultur
  • Nachteil: Zellmaterial wird dabei zerstört
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3
Q

Welche biochemischen Tests gibt es zur Identifizierung von MOs

A
  • KOH-Test
  • Katalase-Test
  • L-Alanin-Aminopeptidase-Test
  • Cytochromoxidase-Test
  • ONPG-Test
  • Plasmakoagulase-Test
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4
Q

Wie erfolgt der KOH-Test? Wozu dient der KOH-Test? Welches Ergebnis kann auftreten und was sagt er aus?

A
  • Suspension einer kleinen Menge Bakterienmasse + 3%iger KOH-Lösung
  • Differenzierung von grampositiven und -negativen Bakterien
  • Gram-positive Bakterien: Lauge zu schwach, um Zellwand zu lysieren → nicht viskos
  • Gram-negative Bakterien: Zellwand dünner und wird durch KOH lysiert → Zellen brechen
    auf und DNA wird freigesetzt → hohe Viskosität - DNA Faden erkennbar
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5
Q

Welche Funktion hat das Enzym Katalase? Seine Bedeutung?

A
  • Es zerstört toxischen Sauerstoff (z. B. Wasserstoffperoxid)
  • indem es H2O2 angreift -> Bildung von O2 und H2O
  • Toxische Sauerstoffmoleküle (Superoxidionen, H2O2) kontrollieren → Voraussetzung für das
    Leben unter oxischen Bedingungen
    (kommt in (fast) allen Zellen vor)
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6
Q

Katalase-Aktivität: Wie funktioniert der Nachweis der Katalaseaktivität?

A
  • Direkt oder nach Übertragung einer kleinen Menge Koloniemasse auf einen Objektträger
    mit 3%iger H2O2-Lösung
  • Aufsteigende Gasblasen (O2) zeigen die Anwesenheit des Enzyms an
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7
Q

Nenne ein Katalase-positives bzw. negatives. Bakterium

A
  • positiv: Staphylococcen
  • negativ: Streptococcen
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8
Q

Bei welchen Bakterien kommt L-Alanin-Aminopeptidase vor?

A

Nur bei gram-negativen Bakterien.

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9
Q

Was macht die L-Alanin-Aminopeptidase?

A

spaltet L-Alanin von Peptiden ab

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10
Q

Wie läuft der L-Alanin-Aminopeptidase-Test ab?

A
  • Bakteriensuspension + L-Alanin-4-nitroanilid → L-Alanin + 4-Nitroanilin (gelb gefärbt)
  • d.h. positive Bakterien: gelb gefärbt
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11
Q

Wann ist der L-Alanin-Aminopeptidase-Test nicht anwendbar?

A

bei Kolonien mit starker Eigenfärbung
bzw. nur bei Kolonien ohne starke Eigenfärbung anwendbar

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12
Q

Wozu dient der Cytochromoxidase-Test?

A
  • Zur Abgrenzung von Enterobakterien von anderen gram-negativen Bakterien
  • Nachweis des Enzyms Cytochrom-c-Oxidase in der Atmungskette
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13
Q

Bakterien mit negativen bzw. positiven Ergebnis im Cytochromoxidase-Test

A
  • positiv: Pseudonomas, Aeromonas
  • negativ: Escherichia, Enterobacter
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14
Q

Wie funktioniert der Cytochromoxidase-Test?

A
  • Auftropfen von Oxidasereagenz (Kovacs-Reagenz, NADI-Reagenz, Gordon-McLeod Reagenz)
  • Das Oxidase-Reagenz reduziert über Cytochrom c die Cytochrom-c-Oxidase → dabei wird das farblose Reagenz zu einem intensiv gefärbten Radikal-Kation oxidiert
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15
Q

Wie erkennt man ein positives Ergebnis beim Cytochromoxidase-Test? Was bedeutet ein negatives Ergebnis beim Oxidase-Test?

A
  • positiv: Die Kolonie verfärbt sich innerhalb von 30 Sekunden dunkelblau oder rot.
  • negativ: Die Kolonie bleibt ungefärbt.
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16
Q

Was weist der ONPG-Test nach?

A

Die Enzymaktivität von beta-Galactosidase (Lactase).

17
Q

Wie läuft der ONPG-Test ab?

A
  • ONPG = o-Nitrophenyl-beta-D-galactopyranosid-Test (synthetisches Galactosid)
  • ONPG wird wie Lactose in die Zelle eingebracht und durch die beta Galactosidase hydrolysiert → dabei entsteht Galactose und o-Nitrophenol (verursacht gelbe Verfärbung nach 6-24h
18
Q

Wie erkennt man ein positives Ergebnis beim ONPG-Test?

A

Die Probe verfärbt sich gelb (aufgrund von o-Nitrophenol).

19
Q

In welchem diagnostischen Kontext wird der ONPG-Test genutzt?

A

Zum Beispiel zum Nachweis von Salmonellen in der mikrobiologischen Diagnostik.

20
Q

Was weist der Plasmakoagulase-Test nach?

A

Das Exoenzym Koagulase, das zur Verklumpung von Plasma führt.

21
Q

Wozu dient der Plasmakoagulase-Test? Nenne jeweils 1 Bakterium, das negativ bzw. positiv ist!

A
  • Anwendung: Unterscheidung pathogener von nicht pathogenen Staphylococcen
  • positiv (Verklumpung): S. aureus
  • negativ (keine Verklumpung); S. epidermis
22
Q

Wie wird der Plasmakoagulase-Test durchgeführt?

A

Hasenserum + Staphylokokkenkultur in ein steriles Röhrchen geben → 1,5 h bei 37 °C inkubieren.

23
Q

Welche 2 Hauptaspekte werden in der molekularbiologischen Bakterienanalyse untersucht? Welche molekularbiologischen Methoden gibt es?

A
  • Nachweis von Proteinen
  • Nachweis von Genen
  • ELISA
  • MALDI-TOF
  • FISH
  • PCR
24
Q

Was ist ein ELISA? Arten von ELISA?

A
  • = Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay
  • Ein immunologischer Nachweistest, bei dem Enzyme an Antikörper gekoppelt sind, um spezifische Antigene nachzuweisen
  • Direkter ELISA
  • Indirekter ELISA
  • Sandwich-ELISA
  • Kompetitives ELISA
25
Welche Enzyme werden typischerweise im ELISA verwendet?
* Alkalische Phosphatase * Horseradish Peroxidase * Urease * Beta-Galactosidase
26
Was wird beim Serological Typing nachgewiesen?
* Detektion von Oberflächenantigenen wie * LPS * Kapsel Polysaccharide * Membranproteine * extrazelluläre Organellen (Flagellen, Fimbrien)
27
Wofür wird Serological Typing verwendet?
Zur Detektion spezifischer Bakterienarten wie Bacillus cereus, E. coli, Salmonella spp. in Lebensmitteln.
28
Wofür steht MALDI-TOF?
Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization – Time of Flight.
29
Wie funktioniert die Matrix-Assistenz bei MALDI?
1. Matrix-assisted: Probe wird in Matrix eingebettet und getrocknet 2. Laser Desorption Ionization: (Probe im Vakuumkammer) Konjugierte Doppelbindungen in Matrix absorbieren Energie eines Laserstrahls in Form von UV-Licht und geben diese an Probenmoleküle ab, sodass sie schonend (d.h. ohne Zerstörung) ionisiert werden (H+ Transfer). Dabei treten Matrix + Probenmoleküle in die Gasphase über 3. Time of Flight, Massenspektrometrie: * ionisierte Moleküle meist einfach geladen * Ionen werden in elektrischem Hochspannungsfeld beschleunigt * Konstante kinetische Energie * Kleine Masse schneller, große Masse langsamer * Ionendetektor: m/z – Verhältnis wird analysiert und aufgezeichnet * m…Masse * z…Ladung
30
Ergebnis einer Massenspektrometrie
* Spektogramm (Intensität gegen Masse/Ladung) wird aufgezeichnet * Kann über Datenbanken verglichen und zugeordnet werden * Bakterien- und Pilzstämme sowie einzelne Spezies können identifiziert werden
31
Welche Molekülarten sind besonders für MALDI-TOF geeignet?
Biomoleküle wie Peptide, Lipide, Nukleotide, Saccharide.
32
Vorteile der MALDI-TOF?
* sanfte Ionisierung (intakte Moleküle) → sensible Moleküle können analysiert werden (keine beheizte Injektionskammer) * Schnelle Probenaufarbeitung (< 1h) * Probengemische können analysiert werden * Kleine Probenmengen sind ausreichend * Weites Einsatzgebiet * Als diagnostische Methode anerkannt (FDA-approved)
33
Limitierungen der MALDI-TOF Massenspektrometrie
* Nicht für direkte Tests an klinischen Isolaten einsetzbar * Zu geringe Mengen nicht analysierbar * Spezialprotokolle für Sporenbilder, spezielle MOs notwendig * Datenbanken nicht immer up-to-date * Vergleichbarkeit verschieden * Hoher finanzieller Aufwand * Hoher Arbeitsaufwand
34
Vorteile von DNA-basierte Methoden
* Schnell * Meist relativ günstig * Direktmaterial (keine Verarbeitung der Probe nötig?) * Kleine Mengen Probenmaterial ausreichend * Hohe Sensitivität * Hohe Reproduzierbarkeit
35
Nenne DNA-basierte Methoden
* Multiplex PCR * qRT-PCR * Nucleic Acid Sequence-Based amplification (NASBA) * Loop-mediated isothermal ampliciation (LAMP) * Oligonucleotide DNA Microarray * Optische Biosensoren * Elektrochemische Biosensoren * Sequenzierung/Metagenomics