Algen inaktivieren Schwermetallionen mittels eines intrazellulären Detoxifikations-mechanismus, den Phytochelatinen. Phytochelatine sind enzymatisch synthetisierte Polypeptide und weisen die Struktur (γ-Glu-Cys)_n-Gly mit n = 2-11 auf. Ziel dieser Diplomarbeit war es, herauszufinden, welche Metalle zur Induktion von Phytochelatinen in Süsswasseralgen führen. Dazu wurde die einzellige Grünalge Scenedesmus vacuolatus in Kulturmedien exponiert, welche bestimmte Kon-zentrationen von Schwermetallen unter definierten Bedingungen enthielten. Die Wachstumsrate wurde bestimmt, und am Ende der exponentiellen Wachstumsphase wurden die Algen aus dem Medium isoliert und deren Phytochelatin-Gehalt gemessen. Die Untersuchung umfasste die Schwermetalle Arsen (Arsenit und Arsenat), Antimon (Antimonat), Blei, Nickel und Silber. Sie sind toxisch und mitverantwortlich für die Verschmutzung von natürlichen Gewässern.
Von den untersuchten Schwermetallen zeigte sich Arsenat als effektivster Induzierer von Phytochelatinen, gefolgt von Arsenit, Blei und Antimonat. PC₂ war das einzige Oligomer, das jeweils quantifiziert werden konnte. Dessen Konzentrationen bewegten sich zwischen 1 und 7 amol/Zelle. PC₃ konnte lediglich detektiert werden. Nickel und Silber hatten unter den untersuchten Konzentrationen keine Aus-wirkungen auf die Induktion von Phytochelatin in S. vacuolatus. Um den Befund der Induktionsstärke der einzelnen Schwermetalle zu verifizieren, bedarf es Untersuchungen in einem erweiterten Konzentrationsbereich.
Diese Studie hat ergeben, dass die Algen in Abhängigkeit des Schwermetalls unterschiedlich reagieren bezüglich Phytochelatin-Synthese. Dabei bieten die Untersuchungen von Arsenit, Arsenat und Antimonat neue Einsichten zur Phytochelatin-Synthese in Algen. Es wurde noch nie zuvor von einer Induktion von Phytochelatinen in Algen durch diese Schwermetalle berichtet.

Algae can inactivate excess of heavy metal ions through an intracellular detoxification mechanism, the phytochelatins. Phytochelatins are small metal-binding polypeptides produced by algae upon exposure to increased metal concentration in their environment. They have the structure (γ-Glu-Cys)_n-Gly, where n = 2-11. The aim of this diploma thesis was to get some new insights on the induction of phytochelatins in freshwater algae. Therefore, the unicellular green alga Scenedesmus vacuolatus was exposed to several concentrations of heavy metals under well-defined conditions. Algal growth rate was examined and at the end of the exponential phase, their thiol (GSH, γ-GluCys, PC_n) content was measured. The studied heavy metals were arsenic (arsenite, arsenate), antimony (antimonate), lead, nickel and silver. They are all toxic and jointly responsible for water pollution.
Among the examined heavy metals, arsenate was the most effective inducer of phytochelatins in S. vacuolatus followed by arsenite, lead and antimonate. PC2 was the only oligomer to be quantified with a cellular content from 1 to 7 amol/cell. PC3 was only detectable. Nickel and silver had no influence on the induction of phytochelatins in S. vacuolatus. To better quantify the strength of induction the different metals, further studies in an extended concentration range are required.
This study showed that algae respond differently on heavy metal exposition regarding phytochelatin synthesis. Moreover, it is the first time that PC synthesis by arsenic and antimony is reported in algae.