Feinstruktur und Funktion der Fimbrien beidem sternbildenden Bakterium Pseudomonas echinoides

Zusammenfassung Die Fimbrien des sternbildenden Bakteriums Pseudomonas echinoides sind monopolar inserierte lange Fäden, die die Fähigkeit besitzen, sich mit Fimbrien anderer Zellen zu verbinden, sich dann zu kontrahieren und so mehrere Zellen zu Sternen irreversibel zusammenzuheften. Bei stern^--Mutanten haben die Fimbrien die Haftfähigkeit und die Kontrahierbarkeit verloren.Der Durchmesser der Fimbrien beträgt etwa 50 Å. Sie weisen eine Querstruktur mit einer Periode von 50–80 Å auf.Zellen mit aktiven Fimbrien heften sich auf Erythrocyten fest, aber nur mit ihrem fimbriierten Pol. Diese Hämadsorption wird durch Mannose verhindert.Die hier beschriebenen monopolaren Fimbrien werden mit den peritrichen der Enterobacteriaceen verglichen.

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Summary The fimbriae of the star-forming bacterium Pseudomonas echinoides are monopolar inserted long threads. They are able to attach to the fimbriae of other cells and to contract themselves, irreversibly joining several cells to a stable star-like cluster.In star^--mutants the fimbriae have lost their adhesive properties and their contractability. The fimbriae are about 50 Å in diameter and show a fine structure with a periodicity of about 50–80 Å.Cells with active fimbriae adhere to red blood cells, but only with their fimbriated pole. This haemadsorption is inhibited by mannose.The monopolar fimbriae described here are compared with the peritrichous fimbriae of the Enterobacteriaceae.

     

Die Fimbrien von Rhizobium lupini 1/50, sta-

Zusammenfassung Die Fimbrien (oder Pili) einer nicht sternbildenden Mutante (1–50, sta^-) von Rhizobium lupini wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Die Fimbien sind peritrich an der Bakterienzelle inseriert, und zwar während der exponentiellen Wachstumsphase meist einzeln. In der stationären Phase nehmen die Fimbrien an Zahl und Länge kontinuierlich stark zu; sie sind dann häufig büschelweise inseriert. Zusammen mit den oft zopfbildenden Geißeln verflechten sie sich zu einem ausgedehnten Netzwerk. Die Aneinanderlagerung der Fimbrien erfolgt unspezifisch durch Kohäsion; durch ebenfalls unspezifische Adhäsion haften sie auf dem Substrat.Die Fimbrien haben ca. 30 Å Durchmesser und sind röhrenförmig gebaut. Ihre lichte Weite beträgt 8 bis 10 Å. Ein allgemeines Bauschema der Fimbrien wird diskutiert. In der Diskussion über die allgemeine Funktion aller Arten von Fimbrien wird ihre Haftfähigkeit herausgestellt. Die Fimbrien der Mutante 1/50, sta^- sind wegen ihres geringen Innendurchmessers nicht als Transportröhren für doppelsträngige DNS und wahrscheinlich auch nicht für einzelsträngige DNS oder RNS geeignet.

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The fimbriae of Rhizobium lupini 1/50, sta^-

Summary The fimbriae (pili) of a non-starforming mutant (1/50, sta^-) of Rhizobium lupini were studied under the electron microscope. In the exponential phase of growth, fimbriae are singly, peritrichously inserted. During stationary growth these fimbriae increase by number and length. Together with the larger flagella they often form an extended reticulum. The fimbriae often stick together by unspecific cohesion forces; their attachment to the substrate can be explained by unspecific adhesion.The outer diameter of the fimbriae is 30 Å, the inner diameter 8 to 10 Å.The tubelike structure of fimbriae (pili) is discussed in terms of a general model.The most obvious general function of all types of fimbriae is their connecting power.The inner dimension of the fimbriae of the 1/50, sta^-—mutant exclude a model where they function as transport tubes for double-stranded DNA and probably for single stranded DNA or RNA either.

     

Zur chemischen Zusammensetzung der Zellwand der Streptokokken

Zusammenfassung Aus Streptococcus thermophilus wurden durch Zerschlagen mit Glasperlen und anschließender tryptischer Verdauung die Zellwände gewonnen. Sie erwiesen sich frei von Teichon- und Teichuronsäure, enthalten aber Polysaccharide und Murein. Das Polysaccharid bestand aus Rhamnose, Glucose, Glucosamin und Galaktose.Das Murein enthielt MurNAc:GlcNAc:Glu:Lys:Ala annähernd im Verhältnis 1:1:1:1:5. Vier der fünf Alaninmoleküle besitzen L-Konfiguration. Außerdem wurde pro Mol Glutaminsäure 1 Mol NH₃ gefunden. Dies zeigt an, daß die Glutaminsäure als Amid vorliegt. Im Hydrolysat der dinitrophenylierten Zellwände wurden DNP-L-Alanin und eine geringe Menge -DNP-Lysin gefunden. Bei der Hydrazinolyse erhielten wir freies Alanin.Die Spaltung von trichloressigsäure-extrahierten Zellwänden mit Hilfe von Lysozym lieferte Muropeptide mit derselben Zusammensetzung wie die des Mureins. Bei der Dinitrophenylierung ergab sich nur DNP-Alanin.Durch Hemmung mit Vancomycin wurde ein nucleotidaktiviertes Muramylpentapeptid angereichert, das wie das von Staph. aureus und Str. faecalis pro Mol Glu, Lys und MurNAc 3 Mol Ala enthält. Das Verhältnis D-Alanin zu L-Alanin ist hierbel 2:1.Durch Partialhydrolyse der Zellwände konnten sieben verschiedene Peptide isoliert und identifiziert werden. Daraus ergibt sich die in Abb. 6 dargestellte Aminosäuresequenz, wobei die Vernetzung durch die Verbindung der an der -Amino-gruppe des Lysins hängenden Peptidbrücke (L-Ala-L-Ala-L-Ala) mit dem C-terminalen D-Alanin einer benachbarten Peptidkette erfolgt. Einige Prozent der Peptidbrücke sind offensichtlich nicht vernetzt, so daß eine kleine Menge L-Alanin des Mureins dinitrophenylierbar bleibt.Das Murein von Streptococcus faecalis zeigt den gleichen Aufbau wie das von Str. thermophilus.

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The chemical composition of the cell wall of streptococciI. The amino acid sequence of the mureins of Str. thermophilus and Str. faecalis

Summary The cell walls of Streptococcus thermophilus were prepared by breaking the cells with glass beads followed by tryptic digestion. The cell walls proved to be free of teichoic and teichuronic acid, but contained polysaccharides and murein. The polysaccharide consisted of rhamnose, glucose, glucosamine and galactose.The murein contained mur NAc:glcNAc:glu:lys:ala approximately at a ratio of 1:1:1:1:5. Four of the five alanine molecules show L-configuration. One mole of ammonia was found per mole of glutamic acid. This indicates that glutamic acid is present as an amide. DNP-L-alanine and a small amount of -DNP-lysine were found in the hydrolysate of the dinitrophenylated cell walls. On hydrazinolysis we obtained free alanine. Lysis of trichloroacetic acid-extracted cell walls by lysozyme yielded muropeptides of the same composition as the murein. Dinitrophenylation resulted only in DNP-alanine. Inhibition by vancomycin led to the accumulation of nucleotideactivated muramylpentapeptide which, like that of Staph. aureus and Str. faecalis, contains 3 moles ala per 1 mole of glu, lys and murNAc. Here the ratio of D-alanine and L-alanine is 2:1.Partial hydrolysis of the cell walls led to the isolation and identification of seven different peptides. The amino acid sequence of the murein is represented in Fig. 6. It shows cross-linkage by the peptide bridge (L-ala-L-ala) attached to the -amino group of lysine and the C-terminal L-alanine of an adjacent peptide chain. Evidently a few percent of the muropeptides bridge are not crosslinked. Thus a small amount of L-alanine of the murein remains dinitrophenylable.The murein of Streptococcus faecalis shows the same composition as that of Streptococcus thermophilus.

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Auszug aus der Dissertation von Karl-Heinz Schleifer: Untersuchungen über die chemische Zusammensetzung der Zellwände von Streptokokken, Fakultät für Allgemeine Wissenschaften der Technischen Hochschule München, 1967.     

Identificazione plastica per coerosione dei manicotti lienali pericapillari: (Hülsenkapillaren) in Sus scrofa (Linn)

Zusammenfassung Die Verfasser haben die Hülsenkapillaren der Schweinemilz (Sus scrofa, Linn.) durch Verwendung des Lactis Geon 576 plastisch sichtbar gemacht. Sie vervollständigen die Studien von Loreti (1934) und von Loreti und Sabbia (1942) an Erinaceus und Homo, aus denen die histiocytäre Natur der den Hülsen eigenen, zum Gefäßbaum in Beziehung stehenden Zellen klar hervorgeht. Die Hülsenkapillaren der Milz sind daher als perivasculäre Anhäufungen der Histiocyten und der retikulären Fasern des Pulparetikulums (rote Pulpa) aufzufassen.Anhand der Ergebnisse stellen die Verfasser Betrachtungen bezüglich der Permeabilität der Hülsen und der Wände des Kapillargefäßes der Hülsen an. Die Permeabilität der Blutzellen, besonders der Erythrocyten, ist beim Schwein hoch.Das Studium der Präparate läßt den spiraligen oder gewöhnlichen Verlauf der penizillierten kleinen Arterie feststellen, die den Hülsen vorgeschaltet ist und das Vorhandensein von zusätzlichen Hülsen distal von der Haupthülse, deren Volumen stets geringer ist.Außerdem schließen die Verfasser aus der reichhaltigen Innervation der Milzhülsen auf deren Funktion als Druckempfänger, die im Dienste der Blutauspressung aus dem Pulparetikulum stehen.

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L'allieva Sig. na C. Vogliotti ha partecipato all'allestimento delle preparazioni sia mioroscopiche sia per corrosione.     

Zur Begeißelung von Listeria monocytogenes

Zusammenfassung Bei kulturellen, lichtmikroskopischen, elektronenmikroskopischen und serologischen Untersuchungen an L. monocytogenes-Stämmen wurden frühere Angaben von Griffin u. Robbins (1944) über den Begeißelungstyp sowie die von Leifson u. Palen (1955) beobachteten Geißelanomalien bestätigt. Bei dem als unbeweglich und geißellos beschriebenen Stamm B-5 wurden jedoch bei Zimmertemperatur unter geeigneten Züchtungsbedingungen vereinzelt Geißeln beobachtet. Der Stamm war schwach beweglich und ergab mit Listeria-H-Faktorenserum eine deutliche Geißelangglutination. Bisher erwiesen sich über 1000 geprüfte L. monocytogenes-Stämme als beweglich, so daß kein, Anlaß besteht, mit dem Vorkommen unbeweglicher Stämme dieser Art zu rechnen, vorausgesetzt, daß die Untersuchungen mit optimaler Methodik bei Züchtungstemperaturen zwischen 20–30°C vorgenommen werden.Med.-parasitologische Abteilung, Leiter: Prof. Dr. Piekarski.     

Ein Beitrag zur Genetik der Streptomycin-Resistenz bei Chlamydomonas reinhardi

Zusammenfassung Mit Hilfe der Gradiententechnik erhielten wir zwei streptomycinresistente Stämme von Chlamydomonas reinhardi. Der Stamm sr-f war gegen 100 Streptomycin/ml resistent, der Stamm sr-n noch gegenüber 500 Streptomycin/ml. Durch Kreuzung mit dem Wildtyp konnte gezeigt werden, daß der Stamm sr-n eine normal mendelnde Mutante darstellt. Sie unterscheidet sich demzufolge von der Sagerschen Mutante gleichen Resistenzniveaus, die sich durch einen außerkaryotischen Erbgang auszeichnet.Unsere beiden Mutanten sind nicht durch streptomycininduzierte Mutationen entstanden. Das Antibioticum wirkte vielmehr als selektierendes Agens, mit dessen Hilfe man die von vornherein resistenten Zellen isolieren kann.Bei der Mutante sr-n hatten nur die vegetativen Zellen Resistenzeigenschaft. Auf Gameten, Zygoten und auf die aus den Zygoten hervorgehenden Tetradenzellen übte Streptomycin weiterhin einen hemmenden Einfluß aus.

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A contribution to the heredity of streptomycin-resistance in Chlamydomonas reinhardi

Summary Two of the streptomycin-resistant strains of Chlamydomonas reinhardi, obtained by the gradient-technic, were further investigated. Strain sr-f was resistant to 100 streptomycin/ml, strain sr-n was still resistant to 500 streptomycin/ml. In crosses to the wildtype, strain sr-n was shown to be of normal mendelian inheritance. Thus it differs from the mutant with the same resistance level obtained by Sager which is characterized by a nonkaryotic inheritance.Both mutants, sr-n and sr-f, did not originate from streptomycin induced mutations. Rather the antibiotic was acting as a selectiv agent, providing the possiblity to select the a priori-resistant cells.Only the vegetative cells of the mutant sr-n were fully resistant. In the gametes, the zygotes and the daugther cells produced by the zygotes, the inhibitory influence of the streptomycin still persists.

     

Die periodisch strukturierten Körper im Subcommissuralorgan der Ratte

Zusammenfassung Die erstmals von uns im Subcommissuralorgan adulter Ratten mit dem Elektronenmikroskop aufgefundenen periodisch strukturierten Körper (PSK) werden ausführlich beschrieben. Sie liegen extracellulär in der Umgebung von Kapillaren; mithin kennzeichnet das angioarchitektonische Muster des Subcommissuralorgans bei der Ratte ihre Fundorte: sie finden sich im Hypendym oder zwischen den basalen Polen der subcommissuralen Ependymzellen. Die Mehrzahl der PSK liegt der Basalmembran der Kapillaren unmittelbar nach außen an; dabei läuft das Linienmuster der Körper meist steil auf die Basalmembran zu. Daneben werden PSK auch weiter entfernt von Gefäßen gefunden; sie zeigen dann häufig eine Beziehung zu frei im Gewebe endenden Abzweigungen der Basalmembran.Das Muster der PSK ist im Schnittbild durch osmiophile Linien, die in konstantem Abstand parallel laufen, charakterisiert; bei Osmiumfixierung und Einbettung in Epon 812 beträgt die mittlere Periode 940 Å. Zwischen je zwei dieser Hauptlinien (Linien I. Ordnung, etwa 140 Å breit) verläuft eine schwächere Zwischenlinie (Linie II. Ordnung, etwa 60 Å breit); drei feinere Linien (III. Ordnung) sind innerhalb der Periode asymmetrisch angeordnet und geben ihr eine polare Orientierung. Sonderbefunde an den Systemen werden mitgeteilt und diskutiert. — Es werden Argumente für die Auffassung vorgetragen, daß die PSK aus linearen Elementen aufgebaut sein müssen. Diese Filamente verlaufen senkrecht zu den Linien; sie sind die eigentlichen Träger der periodischen Zeichnung und stehen so gut in Register, daß sie in ihrer Gesamtheit das periodische Strukturmuster ergeben.Lichtmikroskopisch lassen sich die den PSK entsprechenden Objektstellen mit Bindegewebsfärbungen und Silberimprägnationen homogen darstellen; dagegen liefern Amyloid- und elektive Sekretfärbungen negative Ergebnisse. Aus histochemischen Reaktionen ist der Gehalt der PSK an Protein als sicher, der an sauren Mucopolysacchariden als wahrscheinlich anzunehmen. Die Filamente werden als Proteinstrukturen aufgefaßt, die in einer Matrix von Mucopolysacchariden eingebettet liegen können. In-vitro-Ergebnisse der Kollagenforschung und erste bekannt gewordene in-situ-Beobachtungen von ungewöhnlichen Kollagenformen im Auge und bei bestimmten Tumoren des Hörnerven stützen die dargelegte Vorstellung, daß die Filamente der PSK eine nicht faserige Kollagenformation darstellen, bei der die Tropokollagenmoleküle möglicherweise um ihre halbe Länge gegeneinander versetzt sind.Für die Entstehung der PSK scheint die Basalmembran der Kapillaren von wesentlicher Bedeutung zu sein. Ganz junge Ratten, bei deren Kapillaren die Basalmembran noch nicht voll ausgebildet ist, enthalten keine PSK im Subcommissuralorgan.Herrn Professor Dr. Benno Romeis zum 75. Geburtstag gewidmet.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Für präparatorische und photographische Arbeiten schulden wir Frau H. Asam großen Dank; des weiteren danken wir Frl. B. Fielitz und Frl. R. Beck. Die Schemata wurden von Herrn cand. med. A. Meinel gezeichnet. — Den Herren Prof. Dr. W. Grassmann, Prof. Dr. F. Miller, Dozent Dr. Dr. H. Hager, Dr. K. Blinzinger, München, und Dr. W. Schlote, Tübingen, verdanken wir wertvolle Anregungen und Diskussionen.     

Die Kultur der Erdflechte Endocarpon pusillum im Labor

Zusammenfassung Kulturversuche mit der Erdflechte Endocarpon pusillum im Labor bestätigen die oft angezweifelten Beobachtungen und Ergebnisse von Stahl (1877). Eine reproduzierbare Kultur dieser Flechte im Labor von Spore zu Spore ist möglich. Bereits nach zwei Monaten läßt sich eine Differenzierung in Rinde, Algenschicht, Mark und Rhizinen erkennen; nach 5-6 Monaten sind reife, keimfähige Ascosporen vorhanden.Beobachtungen bei der Sporengewinnung zeigten, daß die Ascosporen bis zu einer Höhe von 5 cm ausgeschleudert werden. Der Sporenabschuß kann dabei mehrere Tage anhalten und zu dichten Sporenaussaaten führen.Die Thallusentwicklung (Keimung der Ascosporen, Umwandlung der Hymenialgonidien in Thallusgonidien, Bildung von Thallusinitialen, Prothalli und Primärthalli) und die Bildung reifer Perithecien mit keimfähigen Sporen in Laborkulturen wird beschrieben und abgebildet.Die Frage der speziellen Eignung schnellwüchsiger kleiner Erdflechten für die Laborkultur und das Problem der Flechtensynthese wird diskutiert.

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The culture of the lichen Endocarpon pusillum in the laboratory

Summary Culture experiments with the lichen Endocarpon pusillum corroborate the often doubted observations and results of Stahl (1877). It is possible to cultivate this lichen in the laboratory from spore to spore. After two months a differentiation into cortex, algae-layer, medulla and rhizines is developed and after 5–6 months the formation of mature and germinable ascospores is finished.Observations of the spore dispersal showed that the ascospores are ejected up to 5 cm. The spore dispersal can endure for some days and in this way produces a compact dissemination.The thallus development (germination of ascospores, transformation of hymenialalgae into thallus-algae, development of thallus initials, prothalli and primary thalli) and the formation of mature perithecia with germinable ascospores in laboratory cultures is described and illustrated.The opinion that such quickly growing and developing epigaeic lichens are especially suitable for laboratory cultures is emphasized and the problem of lichensynthesis is discussed in relation to the results of the experiments.

     

Genetics of resistance to organophosphorus compounds and low ali-esterase activity in the housefly

The relation between low ali-esterase activity and organophosphate resistance was studied in a malathion and a diazinon resistant strain of houseflies by a system of repeated back-crosses with a susceptible strain. In the malathion resistant strain G, low ali-esterase activity and resistance are dependent on one and the same autosomal gene. In the diazinon resistant strain F one gene is responsible for the low esterase activity and part of the resistance, whereas at least one other resistance factor is present not affecting the esterase activity. Two subcolonies were obtained, one which is called F_a with only the gene for low ali-esterase activity, the other, called F_b, without this gene but with another resistance factor. Since Nguy and Busvine found a single gene to be responsible for resistance in three other strains, a total of five strains has now been found to have an important gene for low esterase activity and resistance to phosphate compounds. These genes, which differ in the degree or specificity of the resistance they confer to the strains, are probably all alleles. It is concluded that physiologically closely related defence mechanisms must be responsible for these different kinds of resistance.

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Zusamenfassung Der Zusammenhang zwischen niedriger Aliesterase-Aktivität und Phosphorester-Resistenz wurde in einem gegen Malathion und einem gegen Diazinon resistenten Stamm von Musca domestica mit Hilfe eines Systems wiederholter Rückkreuzungen mit einem normalsensiblen Stamm studiert. In dem Malathion-resistenten Stamm sind niedrige Aliesterase-Aktivität und Resistenz von ein und demselben autosomalen Gen abhängig. In dem Diazinon-resistenten Stamm F ist ein Gen für niedrige Esterase-Aktivität und einen Teil der Resistenz verantwortlich, während mindestens ein weiterer Faktor für Resistenz ohne Einfluß auf die Esterase-Aktivität vorhanden ist. Zwei Stämme wurden gezüchtet: einer, F_a genannt, nur mit dem Gen für niedrige Esterase-Aktivität, und der andere, F_b ohne dieses Gen, aber mit einem anderen Resistenzfaktor.Da Nguy und Busvine in drei Stämmen je ein einziges für die Resistenz verantwortliches Gen gefunden haben, sind nun insgesamt fünf Stämme mit einem wichtigen Gen für niedrige Esterase-Aktivität und Phosphorester-Resistenz beschrieben worden. Diese Gene, die sich nach dem Grade und der Spezifität der Resistenz, die sie bewirken, unterscheiden, sind wahrscheinlich alle Allele. Es wird daraus geschlossen, daß für diese verschiedenen Arten von Resistenz physiologisch nahe verwandte Abwehr-Mechanismen verantwortlich sein müssen.

     

Zum Abbau derl-Äpfelsäure durch Milchsäurebakterien

Zusammenfassung Es wird die Aktivität von intaktenL. plantarum-Zellen verschiedener Arten gegenüberl-Äpfelsäure, Oxalessigsäure und Brenztraubensäure getestet. Bei der Dissimilation vonl-Äpfelsäure lassen sich zwei pH-Optima unterscheiden, 2,6–3,0 für eine MDH-Aktivität und 3,6–4,0 für eine Malic-Enzym-Aktivität. Stoffwechselprodukte der Brenztraubensäure-Decarboxylierung sind außer Kohlendioxid Äthylalkohol und Acetoin bzw. Diacetyl.L. plantarum ist außerdem zur Oxydation der Brenztraubensäure befähigt. Ausl-Äpfelsäure entsteht kein Acetoin (Stamm L).

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The dissimilation ofl-malic acid by lactic acid bacteriaIV. The activity of intact cells ofLactobacillus plantarum particularly considering the decarboxylation of pyruvic acid

Summary The decomposition ofl-malic, oxaloacetic and pyruvic acids by intact cells of three strains ofL. plantarum is investigated. The dissimilation ofl-malic acid shows two pH-optima, at pH2.6–3.0 for a malatedehy drogenase activity and at pH 3.6–4.0 for a malic enzyme activity. The decarboxylation of pyruvic acid yields CO₂, ethyl alcohol, acetoin and diacetyl.L. plantarum is also able to oxidize pyruvic acid. The acetoin produced byL. plantarum Strain L does not originate froml-malic acid.

     

Substanzen der Herbstzeitlose und ihre Derivate XLV Verbreitung der Colchicinalkaloide im Pflanzenreich

Zusammenfassung Überprüft wurden die in der Literatur enthaltenen Angaben über das Vorhandensein von Colchioin und der ihm verwandten Substanzen im Pflanzenmaterial. Es konnte nachgewiesen werden, daß Colchioin-alkaloide bloß, inColchicum-Pflanzen (und zwar in allen ihren Teilen) und in den Arten der GattungGloriosa undAndrocymbium vorhanden sind.BeiLittonia modesta Hook kann das Vorkommen der Colchicinalkaloide als sehr wahrscheinlich angenommen werden.Keine Colchicinalkaloide sind, unseren Feststellungen nach, inVeratrum album undV. nigrum, Anthericum ramosum L.,Hemerocallis fulva L.,Ornithogalum umbellatum L.,Tulipa silvestris L.,Fritillaria imperialis undMuscari tenuiflorum enthalten. Weiters konnte kein Colchicin beiZygadenus intermedius, Chamaelirium carolinianum Willd.,Xerophyllum setifolium Mich, undNarthecium ossifragum festgestellt werden.Siehe vorherige Mitteilung XLIV, Chemické listy50, 672 (1956).An dieser Stelle möchten wir vor allem Herrn Doz. Dr. F.Mrkos, Direktor des Botanischen Instituts der Pädagogischen Hochschule in Olomouc, sowohl für seine aktive Hilfe bei der Beschaffung des benötigten Pflanzenmaterials als auch für die bereitwilligst erteilten wertvollen Ratschläge, unseren herzlichsten Dank aussprechen. Unser verbindlichster Dank gehört auch den Direktoren der Botanischen Gärten in Oxford (England), Wien (Österreich), Brno, Olomouc und Prag und Herrn Professor Dr. J.Kabelik, Direktor des Forschungsinstitutes für Heilpflanzen in Velké Losiny (Tschechoslowakei) für die außerordentliche Gefälligkeit, mit der uns Pflanzenmaterial in genügender Menge zur Verfügung gestellt wurde, so daß die Möglichkeit gegeben war, die von uns gemachten Feststellungen an einigen voneinander unterschiedlichen Exemplaren zu beglaubigen.Gleichzeitig danke ich Frau I.Bartoová für die Durchführung der zu dieser Arbeit benötigten Papierchromatographie und die deutsche Übersetzung der vorliegenden Mitteilung.     

Das Schicksal der Nährstoffe bei dem FlußkrebsOrconectes limosus

Zusammenfassung Unter Verwendung der neubestimmten Turnoverkonstanten der Hämolymphbestandteile beim Flußkrebs (Herz-Hübner, Urich und Speck, 1973) werden früher veröffentlichte Befunde über die chemische Umwandlung der Glucose in den resorbierenden Geweben (Speck und Urich, 1972) erneut ausgewertet. Während der Resorption von Glucose entfällt je ein Drittel des Substanztransfers aus den resorbierenden Geweben in die Hämolymphe auf Zucker, organische Säuren und Aminosäuren. Nur 9 % der resorbierten Glucose passieren die resorbierenden Gewebe unverändert.

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The metabolic fate of nutrients in the crayfish,Orconectes limosus V. Chemical conversion of glucose within the absorbing tissues

Summary Earlier data on the chemical conversion of glucose within the absorbing tissues in crayfish (Speck and Urich, 1972) are recalculated on the basis of the recently determined turnover constants for hemolymph constituents (HerzHübner, Urich and Speck, 1973). During glucose absorption, sugars, organic acids, and amino acids contribute one third each to the total substance transfer from absorbing tissues to hemolymph. Only 9 percent of absorbed glucose penetrates the absorbing tissues unchanged.

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Abkürzungen und Definitionen PoolgrößeP [g] die in der Hämolymphe enthaltene Menge einer Substanz - Turnoverkonstantek [min^–1] der pro Minute aus der Hämolymphe in die Gewebe übertretende Anteil vonP - TransferT [g/min] die pro Minute aus einem Kompartiment in ein anderes übertretende Menge einer Substanz - T _DHi Transfer aus dem resorbierenden Gewebe in die Hämolymphe - T _HIK bzw.T' _HIK Transfer aus der Hämolymphe in die Körpergewebe berechnet nach Formel (1) bzw. (2). Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Zur Physiologie der Rhodomycinbildung

Zusammenfassung Die Rhodomycinbildung verschiedener Stämme von Streptomyces purpurascens Lindenbein wird untersucht.Zusammenhänge zwischen Wachstum, Rhodomycinbildung und Nährstoffverbrauch werden aufgezeigt. Der Fermentationsverlauf ist an Hand des pH-Wertes leicht zu verfolgen.Das Kohlenstoff: Stickstoff-Verhältnis der Nährlösung übt einen starken Einfluß auf die Rhodomycin- und Iso-rhodomycinbildung aus. Durch Verwendung des für jeden Stamm anders liegenden optimalen Verhältnisses können die Ausbeuten an Rhodomycin und Iso-rhodomycin beträchtlich gesteigert werden.Rhodomycin und Iso-rhodomycin werden nicht gleichmäßig nebeneinander gebildet. Verändert man am Ende der Wachstumsphase den pH-Wert, so kann man die Iso-rhodomycinbildung steigern.Es konnten verschiedene Degenerationserscheinungen beobachtet werden. Die Möglichkeiten einer Regeneration werden beschrieben.Verschiedene Möglichkeiten über die Entstehung der Rhodomycine werden diskutiert.Teilergebnisse einer Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen: Untersuchungen an Rhodomycin-bildenden Streptomyceten-Stämmen. Göttingen 1954.     

Die Hydroxylierung von Phenylalanin durch Hydrogenomonas eutropha H 16

Zusammenfassung Der Tyrosinbedarf von tyrosinbedürftigen Mutanten von Hydrogenomonas eutropha (Alcaligenes eutrophus) Stamm H 16 (ATCC 17699) läßt sich außer durch l-Tyrosin auch durch l-Phenylalanin befriedigen.Suspensionen intakter Wildtypzellen setzen Phenylalanin zu Tyrosin um und scheiden es in die Nährlösung aus. Da Tyrosin mit etwa der gleichen Rate umgesetzt wird, kommt es zu einer nur vorübergehenden Akkumulation.Durch zellfreie Extrakte wird Phenylalanin in Gegenwart von NAD(P)H₂ und Sauerstoff unter Bildung von Tyrosin hydroxyliert. Die Anfangsrate beträgt 20 E/g Protein. Tyrosin wird mit etwa der gleichen Rate abgebaut. Im Rohextrakt kommt es nach einer anfänglichen Akkumulation von Tyrosin (2–3 mM) zur Einstellung einer steady state-Konzentration, die unter 1 mM liegt. Die Phenylalanin-Hydroxylase benötigt außer den genannten Komponenten noch wenigstens einen dialysierbaren, durch Chromatographie an Sephadex-G 25 abtrennbaren Cofaktor.Phenylalanin-Hydroxylase wird in Stamm H 16 durch l-Phenylalanin induziert, nicht durch l-Tyrosin, Phenylpyruvat, Hydroxyphenylpyruvat oder l-Tryptophan. Phenylalanin wirkt nur induzierend, wenn es der Nährlösung in Substratkonzentrationen (0,2%) beigefügt wird, nicht hingegen in Supplinkonzentrationen (20 g/ml).Phenylalanin-Hydroxylase ließ sich nur in den Stämmen nachweisen, die auf Phenylalanin als C- und Energiequelle wachsen (Hydrogenomonas eutropha H 16, Pseudomonas facilis, Stamm 12 X), nicht in einigen anderen geprüften Stämmen.

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Hydroxylation of phenylalanine by Hydrogenomonas eutropha H 16

Summary The tyrosine requirement of tyrosine-dependent mutants of Hydrogenomonas eutropha (Alcaligenes eutrophus) strain H 16 (ATCC 17699) can be satisfied by l-tyrosine as well as by l-phenylalanine.Tyrosine is formed from l-phenylalanine by suspensions of intact wild type cells and is excreted into the medium. It is only transiently accumulated in the medium since it is further metabolized by the cells at a rate comparable to that of phenylalanine.Phenylalanine is converted to tyrosine by cell-free extracts in the presence of NAD(P)H₂ and oxygen; the initial rate of tyrosine formation is 20 units per g protein. Tyrosine is degraded at an approximately equal rate. After the addition of l-phenylalanine to the crude extract tyrosine is formed and accumulated up to a 2–3 mM concentration and reaches a steady state concentration of less than 1 mM tyrosine. In addition to the components mentioned, the phenylalanine hydroxylase reaction requires at least one dialysable cofactor which has been separated by chromatography on sephadex-G 25.In strain H 16 phenylalanine hydroxylase is induced by l-phenylalanine; it is not induced by l-tyrosine, phenylpyruvate, hydroxyphenylpyruvate or l-tryptophan. Induction occurs only when phenylalanine is added to the growth medium in substrate concentrations (e.g. 0.2%); growth factor concentrations (20 g/ml) are not effective.Phenylalanine hydroxylase has been found only in those strains which are able to utilize phenylalanine as a carbon and energy source for growth: H. eutropha H 16, Pseudomonas facilis, strain 12X.

     

Autoradiographische Bestimmung der Dauer der DNS-Verdopplung und der Generationszeit beim Ehrlich-Ascitestumor der Maus durch Doppelmarkierung mit 14C- und 3H-Thymidin

Zusammenfassung Mittels eines Doppelmarkierungs-Verfahrens unter Verwendung von ¹⁴C- und ³H-Thymidin und der autoradiographischen Technik wurde die DNS-Verdopplungszeit (S-Phase) und die Generationsdauer bei einem vorwiegend diploiden Stamm des Ehrlich-Ascitestumors der Maus bestimmt. Eine 1. Gruppe von Inzucht-Mäusen wurde am 6. Tag nach Inokulation, d.h. nahe im Stadium des exponentiellen Tumorwachstums, und eine 2. Gruppe am 11. Tag nach Inokulation untersucht.Am 6. Tag nach Inokulation ergab sich ein ³H-Index von 36±4%. Tageszeitliche Schwankungen dieses Wertes wurden nicht beobachtet. Am 11. Tag nach Inokulation wies der ³H-Index größere Schwankungen auf, welche aber offenbar durch nicht-exponentielles Wachstum und nicht durch tageszeitliche Schwankungen bedingt sind.Für die DNS-Verdopplungszeit ergab sich ein Wert von 9 Std und für die Generationsdauer von 24 Std. Am 11. Tag nach Inokulation scheint die DNS-Verdopplungszeit von der gleichen Größe zu sein. Für die Mitose-Dauer fand sich ein Wert von etwas weniger als 1 Std (späte Probis frühe Telophase) in Übereinstimmung mit den Werten der Literatur für somatische Zellen erwachsener Tiere.Ein Vergleich von Tumorzellen, somatischen Zellen erwachsener Tiere und fetalen Zellen zeigt, daß die von Zellart zu Zellart sehr großen Unterschiede der Generationsdauer im wesentlichen auf Unterschiede der G ₁-Phase beruhen. Damit verglichen ist das Zeitintervall zwischen Beginn der DNS-Verdopplung und dem Ende der Mitose relativ konstant. Die gegenüber der Ursprungszelle stark verkürzte Lebensdauer der Ascitestumor-Zelle kommt vorwiegend durch eine Verkürzung der G ₁-Phase zustande.Wir danken Herrn Dr. J. Gimmy und Frl. E. Verlemann für ihre Hilfe bei der Durchführung der Versuche.Die Arbeit wurde durch Mittel der Gesellschaft zur Bekämpfung der Krebskrankheiten in Nordrhein-Westfalen und des Bundesministeriums für wissenschaftliche Forschung unterstützt.Inzwischen wurde von R. Baserga u. E. Lisco eine Arbeit veröffentlicht, in der auch über eine Bestimmung der DNS-Verdopplungszeit beim Ehrlich-Ascitestumor der Maus durch ein Doppelmarkierungs-Verfahren berichtet wird [J. nat. Cancer Inst. 31, 1559 (1963)].     

Die Abhängigkeit der Reizzeiten bei der elektrischen Erregung von der Länge der erregten Gebilde

Zusammenfassung An Vorticellen lassen sich zwei sehr verschiedene Chronaxien nachweisen, kurze, die man aus gewissen Gründen dem Köpfchen, und lange, die man dem Stiel zuordnen kann. Die Chronaxien verhalten sich zueinander ungefähr wie die Quadrate der Längen von Köpfchen und Stiel.Bei Internodialzellen vonNitella verkürzt sich beim Verkürzen der Zellänge durch Abbinden die Chronaxie ungefähr proportional dem Quadrat der Zellänge, wenn sich die Kathode immer an demselben intakten Zellende befindet.Diese Befunde stützen die Ansicht vonUmrath (1925, 1928, 1942, 1959), daß die Reizzeiten bei der elektrischen Erregung den Quadraten der Zellängen proportional sind, wobei sich aber für die in der Theorie der elektrischen Erregung vonNernst (1899, 1908) als Diffusionskoeffizient eingeführte Größek ein Zahlenwert ergibt, der für einen Diffusionskoeffizienten zu groß, beiNitella viel zu groß ist. Man kann nachUmrath (1928, 1942, 1959)k als Beweglichkeit elektrisch polarer, grenzflächenaktiver Molekeln im Plasmalemma interpretieren und so die mathematischen Formulierungen der Theorie vonNernst (1899, 1908) und vonHill (1910) übernehmen.Beim Vergleich verschiedener Organismen mit sehr verschiedenen Zellängen zeigt sich eine Zunahme der Chronaxien mit zunehmenden Zellängen, aber nicht proportional den Quadraten der Zellängen, so daßk mit zunehmender Zellänge zunimmt. Das wird vonUmrath (1959) dahingehend gedeutet, daß einer hohen Beweglichkeit grenzflächenaktiver Substanzen im Plasmalemma mit zunehmender Zellgröße zunehmender Selektionswert zukommt. Extrem großek-Werte kommen bei den Skelettmuskeln und Nerven der Wirbeltiere vor, bei denen sie auch für eine rasche Erregungsleitung von Bedeutung sein dürften.

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Stimulation-times in electrical excitation as depending from the length of the exited units

Summary In Vorticellae two very different chronaxies can be demonstrated, short ones, which for certain grounds can be ascribed to the head, and long ones, which can be ascribed to the stalk. The chronaxies are approximately in the same proportion as the squares of the lengths of the head and stalk.If internodial cells ofNitella are shortened by tying them off, the chronaxie is shortened about as the square of the cell-length, provided that the cathod is always situated on the same, intact end of the cell.These findings support the view ofUmrath (1925, 1928, 1942, 1959), that in electrical excitation necessary times of current flow are proportional to the squares of the cell-lengths. But if one calculates the numerical value of the diffusion-coefficientk, introduced byNernst (1899, 1908) in the equations of his theory of electrical excitation, it is too great, inNitella much too great, for a diffusion-coefficient. AfterUmrath (1928, 1942, 1959) one may interpretek as the mobility of electrically polar, surfaceactive molecules in the plasmalemma and in this way take over the mathematical formulations of the theory ofNernst (1899, 1908) andHill (1910).In comparing different organisms with widely different cell-lengths it results an augmentation of the chronaxie with increasing cell-length, but not proportional to the square of the cell-length, so thatk increases with increasing cell-length.Umrath (1959) explains this by assuming, that with increasing cell-length the selection-value of a high mobility of surfaceactive substances in the plasmalemma is increased. Extremely great values ofk are encountered with skeletal muscles and nerves of vertebrates, where they may be of importance for fast conduction of excitation.

     

Das Zerfallsstadium und die Folgen der Mastzelldegranulierung mit besonderer Berücksichtigung der mesenchymalen Reaktion

Zusammenfassung Die Injektion des MZ-Degranulators (Histaminliberator) 48/80 in einem MZ-reichen Gewebe führt über die Aktivierung der Granulabildung in den MZ zur Entleerung der neugebildeten Granula (Orfanos und Stüttgen 1962). Die bei niedriger 48/80-Dosis beobachtete lokale Entleerung ohne Zelldestruktion wird bei Erhöhung der verabreichten 48/80-Dosis zu einem abrupt eintretenden Zellzerfall. Dabei werden die vorausgehenden proliferativen Prozesse unterbrochen und unreife Granula ins Interstitium entleert.Das Zerfallsstadium der MZ-Granulation zeigt charakteristische Gewebeveränderungen, die näher beschrieben und erläutert werden (Leukozyteneinwanderung, Eosinophilie, Granulocyten-essaimage, Aktivierung der Fibrillogenese, Bindegewebe- und Gefäßreaktionen). Besonders beachtenswert erscheinen die Struktur und der unterschiedliche Entleerungsmodus der MZz (sekretorische Degranulierung) im Gegensatz zur eosinophilen und neutrophilen essaimage, ferner Bauweise und Schicksal der ausgeschütteten Granula sowie ihr Eingreifen in humorale und mesenchymale Reaktionen (cytotaktische Reaktion, lokale Mesenchym-Reaktion).Die Kollagenneubildung (Fibrillogenese) ist im Zusammenhang mit der MZ-Degranulierung deutlich erfaßbar und wird besonders abgehandelt. Morphologische Studien lassen als sicher erscheinen, daß die TC-Molekülbildung und zumindest die ersten Stufen ihrer linearen Polymerisierung zu den feinen Protofibrillenfäden intrazellulär erfolgen. Die laterale Aggregation zu den quergestreiften reifen Kollagenfibrillen und ihre Bündelung finden nur extrazellulär statt. Die extrazellulären Prozesse werden durch die interstitiellenph- und Ionenstärkeverhältnisse beeinflußt. Dabei spielen die sauren Sulfatgruppen der SMPS eine maßgebende Rolle.Die beschriebenen Folgen einer massiven MZ-Degranulierung können zum großen Teil als histaminbzw. heparinbedingte Prozesse interpretiert werden.     

Untersuchungen zur Frage der Variabilität der Formaldehyd- und Phenol-Empfindlichkeit von Micrococcus pyogenes var. aureus (Staphylococcus aureus)

Zusammenfassung Die Frage der Variabilität der Widerstandsfähigkeit von Micrococcus pyogenes var. aureus (Staphylococcus aureus) gegen Formaldehyd und Phenol wurde experimentell geprüft. Als Kriterium für die Empfindlichkeit von Populationen wurden eine Endmethode und ein Wachstumstest herangezogen. Von zwei Kulturen, die während 3 Monaten in HCHO-Passagen sehr schwacher Konzentrationen gezogen worden waren, zeigte sich eine in ihrer Widerstandsfähigkeit nachweisbar erhöht. Außerdem wurde in sukzessiven HCHO-Bouillonpassagen ein Stamm gezüchtet, der durch erbbedingte starke Verklumpung selektiv bevorteilt ist. Ein in Phenol selektierter Stamm verhielt sich gegen dieses Gift erheblich resistenter als der Standardstamm; seine Widerstandsfähigkeit gegen HCHO war dagegen unverändert geblieben.Die erhöhte Vitalität der resistenteren Stämme in entsprechenden Medien konnte dank unterschiedlicher Koloniepigmentierung (hell-aureus) über eine Anzahl von Zellgenerationen quantitativ verfolgt und graphisch dargestellt werden. In den Versuchen wurden mehrfach Abweichungen der Koloniepigmentierung beobachtet, die zum Teil als Sektoren auftraten und deren mutative Entstehung als gesichert angesehen werden muß. In der Diskussion wurde versucht, durch Gegenüberstellung der erhaltenen Ergebnisse mit denen anderer Autoren ein allgemeines Bild von den Resistenzerscheinungen zu entwerfen, ferner wurde auf einige Schlußfolgerungen namentlich für die Bakteriengenetik und die experimentelle Bakteriologie hingewiesen.Prof. Dr. K. Heicken     

Zur Feinstruktur der Sarcina ventriculi

Zusammenfassung An Hand von ultradünnen Schnitten wird über Beobachtungen zum submikroskopischen Feinbau der Gärungssarcine: Sarcina ventriculi berichtet.Eine Hüllsubstanz umgibt Einzelzelle und Zellpaket und enthält amorphe, osmiophile submikroskopische Strukturen.Die Zellwand ist 30 m dick und besteht aus zwei Membranen.Das Cytoplasma besitzt eine globuläre Grundstruktur, deren Körnchen eine Größe von 60 Å bis 100 Å haben. Es konnten bisher noch nicht beschriebene siebartige Strukturen im Cytoplasma in unmittelbarer Nähe der Mitochondrienäquivalente beobachtet werden.Im Cytoplasma konnten regelmäßig besondere Gebilde festgestellt werden, die eine lamellenähnliche Strukturierung aufweisen und von einer osmiophilen Grenzschicht vom übrigen Cytoplasma abgegrenzt sind. Diese Gebilde besitzen eine Größenordnung von 250 m und stellen die Mitochondrienäquivalente dar.Die Kernäquivalente zeigen je nach dem Zellteilungsstadium verschiedene Formen und besitzen eine lockere, grobmaschige Grundstruktur, die sich aus fädigen Elementen (Durchmesser 35 Å) aufbaut. Die Erscheinung verschiedener Kernäquivalentformen und die Verteilung der chromatischen Substanz während der Zell- und Kernäquivalentteilung wird diskutiert.Herrn Prof. Dr. A. Rippel-Baldes in tiefer Verehrung zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung der Fimbrienkontraktion bei dem sternbildenden Bodenbakterium Pseudomonas echinoides

Zusammenfassung Fimbrien (Pili) spielen bei der Sternbildung bestimmter Bodenbakterien eine wichtige Rolle. Sie dienen dem Erkennen, Verbinden und Zusammenheften kompetenter Zellen im Sternverband und begünstigen dadurch sehr wahrscheinlich einen ungestörten Gentransfer (Heumann, 1968). Die an der Sternbildung beteiligten Fimbrien kontrahieren. Das Auslösesignal für die Kontraktion ist noch unbekannt. Möglicherweise ist es der Kontakt mit Fimbrien einer kompetenten Zelle (Heumann u. Marx, 1964). Die Kontraktion scheint am basalen Fimbrienende zu beginnen. Dabei zerfallen die vorher sehr wahrscheinlich hohlzylinderförmigen Fimbrien (Mayer, 1969) zunächst in wenige (zwischen drei und sechs) feine parallele Fibrillen mit einem Durchmesser von 20–25. Å. Die Zahl dieser Fibrillen steigt an mit abnehmendem Abstand der verbundenen Zellen. Der Durchmesser der einzelnen Fibrillen bleibt trotz ihrer Längenabnahme konstant. Die Fimbrienkontraktion ist also, wenn man die Existenz von Fimbrien-Untereinheiten (Pilin) annimmt, ein kontinuierlicher Umbau der räumlichen Anordnung dieser Untereinheiten. Im Endstadium der Kontraktion sind die Fimbrien sicher nicht mehr hohlzylinderförmig. Deshalb verläuft sehr wahrscheinlich der DNS-Transfer im Stern nicht durch einen Fimbrienhohlraum.

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The contraction of fimbria of the starforming soil bacterium Pseudomonas echinoides

Summary Fimbria (Pili) play an important role during the star-formation of certain soil bacteria. They serve for the recognition, the mutual contact and the irreversible joining of competent cells to form a starlike cluster and thereby presumably secure the undisturbed chromosomal transfer (Heumann, 1968). Those fimbria engaged in starformation contract (Heumann and Marx, 1964). The contraction seems to start at the basal end of the fimbria. The fimbria desintegrate to form a number of parallel fibres of 20–25 Å diameter each. At the beginning of the contraction the number of fibres seems to be between three and six. The fibres increase in number with decreasing distance of the connected cells. The diameter of the single fibres remains constant, their length, however, decreases. The contraction therefore seems to be a continuous change of the arrangement of presumably existing subunits. In the final stage of contraction, the fimbria are no longer tubelike structures. Therefore, DNA transfer will most probably not occur inside the fimbria.