Polyphosphate (polyP) has been increasingly recognized in recent years as an important component of the microbial phosphorus cycle. However, studies focusing on the environmental role of polyP are lacking, predominantly reasoned in methodological difficulties. Quantification of polyP in coastal waters of the Baltic Sea showed a permanent presence of intracellular polyP, which was found to have only minor relevance for the local phosphorus cycle. In contrast, polyP stored by the filamentous sulfur bacteria of the genus Beggiatoa in sediments off Peru has the potential to significantly contribute to earlier reported sedimentary phosphate fluxes. It was possible to demonstrate the activity of the intracellular phosphorus pool with a new method established in laboratory studies with the model organisms Beggiatoa sp. 35Flor. The fast exchange between oxygen phosphate and oxygen from water was used to label the intracellular enzymatic activity at polyphosphate. This revealed a permanent active cellular recycling of polyP and a restriction of enzymatic activity at polyP associated enzymes during stressful conditions at the expense of standard metabolic processes.
Polyphosphat (polyP) wurde in den letzten Jahren zunehmend als wichtiger Bestandteil des mikrobiellen Phosphorkreislaufs wahrgenommen. Dennoch gibt es bislang relativ wenige wissenschaftliche Studien, welche sich auf die Rolle von polyP fokussieren, was vor allem mit methodischen Schwierigkeiten verbunden ist. Die Quantifizierung von polyP in Küstengebieten der Ostsee zeigte das permanente Vorhandensein von intrazellulärem polyP, welches eine geringe Relevanz für den lokalen Phosphorkreislauf hat. Im Gegensatz dazu hat das von filamentösen Schwefelbakterien der Gattung Beggiatoa gespeicherte polyP in Sedimenten vor Peru das Potenzial einen großen Beitrag zu bereits beschriebenen Phosphatflüssen zu leisten. Die Aktivität des intrazellulären Phosphorpools konnte anhand einer neu entwickelten Methode an dem Modellorganismus Beggiatoa sp. 35Flor demonstriert werden. Diese basiert auf dem enzymatisch vermittelten Austausch von Sauerstoff in Wasser und Sauerstoff in Phosphat nach Zugabe von 18O markiertem Wasser. Dies zeigt ein permanentes intrazelluläres Recycling von polyP, sowie eine Einschränkung grundlegender metabolischer Aktivität zugunsten von polyP assoziierten Enzymen bei ungünstigen Umweltbedingungen.