Eng verwandte Organismen können mit Hilfe von biochemischen Tests unterschieden werden, die die unterschiedlichen Stoffwechseleigenschaften verschiedener Bakterien testen.

Ein einziger biochemischer Test ist normalerweise nicht ausreichend, um ein unbekanntes Bakterium zu identifizieren, aber biochemische Tests können kombiniert werden, um eine Bakterienart erfolgreich zu bestimmen. Es sind kommerzielle Kits verfügbar, die speziell dafür entworfen worden sind, häufig vorkommende Pathogene zu identifizieren. Biochemische Tests können auch mit anderen Methoden der Bakterienidentifikation kombiniert werden, beispielsweise mit Differential- oder Selektivmedien und -Färbungen. Der große Nachteil biochemischer Identifikationsmethoden ist, dass sie nur für im Labor kultivierte Bakterien verwendet werden können. Nukleinsäurebasierte Assays umgehen dieses Problem.

Beispiele biochemischer Tests

Katalase-Test

Das Enzym Katalase katalysiert die Reaktion von Wasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasser (H₂O₂ -> H₂O + O₂). Wasserstoffperoxid ist ein schädliches Nebenprodukt der Atmung. Katalase schützt die Zelle vor oxidativen Schäden. Sie ist in den meisten aeroben Bakterien vorhanden. Wenn Katalase vorhanden ist, entstehen Luftblasen, wenn die Bakterienkultur zu Wasserstoffperoxid gegeben wird. In Katalase-negativen Bakterien entstehen keine Luftblasen.

Abbildung 1: Positiver (links) und negativer (rechts) Katalase-Test.

Oxidase-Test

Cytochrom-C-Oxidase ist ein Enzym, das in vielen aeroben Bakterien vorkommt. Es katalysiert den Elektronentransport von Elektronendonoren zu Elektronenakzeptoren der Elektronentransportkette. Im Oxidase-Test oxidiert das Enzym Reagenzien wie N,N,N′,N′-Tetramethyl-p-Phenylenediamin (TMPD) oder N,N-Dimethyl-p-Phenylenediamin (DMPD), die im reduzierten Zustand farblos (oder hellpink) und im oxidierten Zustand blau sind. So kann die Anwesenheit von Cytochrom-C-Oxidase nachgewiesen werden. Denke daran, dass Bakterien auch andere Enzyme der Elektronentransportkette nutzen können, es gibt also keine direkte Korrelation zwischen aeroben Bakterien und einem positiven Oxidase-Test.

Abbildung 2: Positiver (links) und negativer (rechts) Oxidase-Test.

Harnstoff-Test

Das Enzym Urease katalysiert die Reaktion von Harnstoff in Ammonium, Wasser und Kohlenstoffdioxid. Die Anwesenheit des Enzyms kann durch das Hinzufügen von Harnstoff zum Medium bestimmt werden. Hierbei wird die Bildung von Ammonium mit dem Anstieg des pH-Wertes nachgewiesen.

Indol-Test

Der Indol-Test bestimmt die Fähigkeit, Indol mit Hilfe unterschiedlicher Enzyme aus Tryptophan herzustellen. Indol kann in einer Bakterienkultur nachgewiesen werden, indem diese zum Kovac’s-Reagenz gegeben wird, was zu einer pinken oder roten Färbung führt, oder zu p-Dimethylaminocinnamaldehyd (DMACA), was zu einer blauen Färbung führt.

Abbildung 3: Positiver (links) und negativer (rechts) Indol-Test.

Tabelle 1: Beispiele biochemischer Tests zum Nachweis von Bakterien