Exoproteolytic activity determined by flow injection analysis: its potential importance for bacterial growth in coastal marine ponds

Activité exoprotéolytique mesurée en flux continu : importance potentielle pour la croissance des bactéries dans les marais maritimes

CREMA - L'Houmeau, CNRS-IFREMER, case 5, 17137 L'Houmeau, France

Received: 30 December 1992
Accepted: 30 June 1993

Abstract

The measurement of the fluorescent 4-methyl-7-coumarinylamine released from the hydrolysis of a non-fluorescent peptide model substrate by exoproteolytic enzymes has been adapted to flow injection analysis (FIA). FIA allows samples to be processed very quickly (less than 2 min for triplicate determinations) with good sensitivity (< 0.1 μM) and reproducibility (relative standard deviation < 3% at the 0.2 μM level). In a coastal marine pond, exoproteolytic activity was closely related to bacterioplankton biomass. The high activity measured in pond water (maximum velocity: V_M = 1.46 to 2.54 μM.h⁻¹) emphasizes the importance of dissolved protein hydrolysis for bacterial growth and for dissolved organic nitrogen cycling. The mean turnover time of dissolved peptides was 7.6 days, and amino acids liberated by exoproteolytic activity could potentially support, on average, 40% of the bacterial nitrogen demand.

Résumé

La mesure du fluorochrome 4-méthyl-7-coumarinylamide, libéré par l'hydrolyse exoprotéolytique d'un substrat peptidique non fluorescent, a été automatisée au moyen d'un système d'analyse en flux continu. Cette technique permet l'analyse très rapide des échantillons (moins de 2 minutes pour des triplicats) avec une bonne sensibilité (< 0,1 μM) et une bonne reproductibilité (coefficient de variation < 3 % pour des concentrations supérieures à 0,2 μM). Dans un marais maritime, l'activité exoprotéolytique est étroitement liée à la biomasse bactérioplanctonique. Le haut niveau de ces activités dans les eaux (V_M: 1,46 à 2,54 μM.h⁻¹) souligne l'importance de ce processus d'hydrolyse des protéines dissoutes tant pour la croissance bactérienne que pour le cycle de l'azote organique dissous. Dans ces eaux, le "turn over " moyen des protéines dissoutes est de 7,6 jours, et les acides aminés ainsi libérés par l'activité exoprotéolytique peuvent potentiellement supporter, en moyenne, 40 % de la demande bactérienne en azote.