Auswirkungen von Soja und Grassilagen mit unterschiedlichen Reineiweißgehalten auf den ruminalen Eiweißstoffwechsel in vitro Mangelnde Gesundheitszustände in Milchviehherden mit unspezifischen Symptomen („Faktorenerkrankung Milchviehherde“) werden oftmals mit der Verfütterung von Grassilagen mit einem prozentualen Reineiweißanteil (RE) am Rohprotein (Rp) von unter 50 % assoziiert. Ein veränderter ruminaler Proteinmetabolismus kann zu Verschiebungen innerhalb des bakteriellen Mikrobioms im Pansen führen. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Auswirkungen von solchen veränderten Grassilagen (RE Rp < 50 %) und Soja auf den ruminalen bakteriellen Eiweißstoff wechsel bzw. auf spezifische Aktivitäten der Enzyme Dipeptidylpeptidase I (DPP I; EC 3.4.14.1) und Dipeptidylpeptidase IV (DPP IV; EC 3.4.14.5) zu untersuchen. Während insgesamt acht Versuchsdurchgängen wurden mit Hilfe des RUSITEC (RUmen SImulation TEChnique) verschiedene Grassilagen mit und ohne Sojazulage über jeweils 28 Tage Laufzeit hinweg untersucht wobei je vier Versuchsdurchgänge zu einem Laufblock (Lauf 31–34 und Lauf 35–38) zusammengefasst wurden und pro Laufblock eine Schadgrassilage (RE Rp < 50 %) mit einer Kontrollsilage (RE Rp > 50 %) derselben landwirtschaftlichen Fläche verglichen wurde. Dabei bestand jeder Lauf aus Einlauf und Kontrollphase Zulagephase und Erholungsphase. Einlauf und Kontrollphase dienten zur Stabilisierung des Systems bei Fütterung von Kontrollsilage und Stärke. Während der Zulagephase wurde in den Testfermentern Kontrollsilage durch Schadsilage und Schadsilage mit Sojazulage ersetzt während stets zwei Fermenter pro Lauf durchgängig Kontrollsilage und Stärke erhielten. In der abschließenden Erholungsphase wurden alle Fermenter wieder auf Kontrollsilage und Stärke umgestellt um zu überprüfen ob sich der Ausgangszustand wieder herstellen ließ. Täglich wurde der pH Wert mittels Elektrode erfasst. Die Gehalte bakteriellen Pro teins in der Fermenterflüssigkeit wurden photometrisch nach BRADFORD (1976) bestimmt. Zur Messung der Aktivitäten von DPP I und IV wurde eine Methode zur direkten Bestimmung der Substratbruchstücke via LC MS (engl. liquid chromato graphy mass spectrometry; Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie) entwickelt. Hierbei wurden Proben der Fermenterflüssigkeit mit den Substraten Gly Arg 4 methoxy ß naphthylamide dihydrochloride (Gly Arg MNA; typisches Substrat für DPP I) und Z Gly Pro 4 nitroanilide (typisches Substrat für DPP IV) versetzt und bei 39 °C für 24 h inkubiert. Nach Analyse der Proben mittels LC MS wurden die durch die enzymatische Spaltung entstandenen Substratbruchstücke (Dipeptid + Farbstoff) ausgewertet und somit überprüft ob und wie die Enzyme DPP I und IV ihre bestimmten Substrate hydrolysiert hatten. Die Variationskoeffizienten in Serie lagen für die verschiedenen Stoffe zwischen 1 30 % und 9 40 %. Durch die Zulage von Schadsilage und Soja (Tag 11–19) wurde der pH Wert in Lauf 35–38 leicht beeinflusst (+0 81 % im Vergleich zur Kontrolle) blieb insgesamt aber weitestgehend stabil. Während die Gehalte bakteriellen Proteins in Lauf 31–34 unter Zulage von Schadsilage absanken ( 10 8 %) stiegen sie in Lauf 35–38 während der Zulagephase (Tag 11–19) deutlich über das Niveau der Kontrolle (+30 8 %) wobei jeweils kein zusätzlicher signifikanter Einfluss von Sojaprotein festgestellt werden konnte. Der Abbau des DPP I Substrates Gly Arg MNA spiegelte sich grob im Vorkommen seines Farbstoffrestes 4 Methoxy ß naphthylamide (4 MNA) wider: Im ersten Ver suchsdurchgang (Lauf 31–34) wurde vor allem bei Zulage von Schadsilage und Soja im Vergleich zur Kontrolle mehr Gly Arg MNA abgebaut (+45 5 %) bzw. mehr 4 MNA aufgefunden (+63 4 %) wohingegen während des zweiten Laufblocks (Lauf 35–38) durch Schadsilagefütterung und Sojazulage jeweils starke Anstiege des Abbaus von Gly Arg MNA (+74 5 % bis +93 1 %) bzw. des Vorkommens von 4 MNA (+113 % bis +131 %) auftraten und Abbau und Vorkommen sich auch nach Ende der Zulagephase bis Versuchsende dem Level der Kontrolle nicht mehr annäherten. Die Bruchstücke Z Gly Pro und 4 Nitroaniline (4 NA) des DPP IV Substrates Z Gly Pro 4 nitroanilide traten in Lauf 31–34 bei Zulage von Schadsilage um +17 6 % (Z Gly Pro) bzw. +5 13 % (4 NA) häufiger auf und nahmen unter Soja nochmals zu (+44 8 % bzw. +41 0 %). Im zweiten Laufblock trat dieser Effekt verstärkt auf: Bei Zulage von Schadsilage stieg das Vorkommen von Z Gly Pro auf +61 8 % bei Zulage von Soja auf +82 5 % im Vergleich zur Kontrolle während Tag 11–19. Ähnlich verhielt sich 4‑NA (+66 5 % bei Schadsilage; +95 7 % bei Schadsilage und Soja) wobei sowohl das Vorkommen von Z Gly Pro als auch von 4 NA in Lauf 35–38 in der Erholungsphase nicht mehr auf Kontrollniveau absank. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden dass sich Schadsilagen mit RE Rp < 50 % und Soja auf die ruminale Dipeptidolyse auswirken und eventuell eine Populationsverschiebung verursachen. Diskutiert wurden mögliche Einflüsse von Schadsilagen und Soja auf die Aktivitäten proteolytischer Enzyme auf die häufigste ruminale Bakteriengattung Prevotella sp. und auf weitere Vertreter des bakteriellen Mikrobioms im Pansen. Dabei war eine Steigerung des Abbaus der Testsubstrate durch gesteigertes Wachstum bzw. erhöhte Aktivität von Prevotella sp. in mit veränderter Silage beladenen Fermentern denkbar. Die Ursachen des unspezifischen Krankheitsbildes sowie der positiven Wirkung von Soja konnten nicht endgültig dargelegt werden. Die Forschungsfelder Microbiomics und Metagenomics sowie die Erforschung ruminaler Stoffwechselwege und beteiligter Enzymsysteme mittels sequenzbasierter Analyse mikrobieller Sammelgenome sollten in Zukunft im Vordergrund stehen.