Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Zusammenfassung Aus dem Kulturfiltrat des Streptomyceten-Stammes Tü 99 wurde neben Chlorothricin das Antibioticum Ketomycin mittels Extraktion durch Lösungsmittel, Gegenstromverteilung und Kristallisation des Natriumsalzes isoliert. Mit Hilfe von spektroskopischen und chemischen Methoden wurde gezeigt, daß Ketomycin identisch ist mit 3-Cyclohexenylglyoxylsäure. Der Abbau von Ketomycin mit Ozon ergab die rechtsdrehende (R)--Carboxyadipinsäure. Ketomycin ist deshalb (R)-3-Cyclohexenylglyoxylsäure.Ketomycin hemmt das Wachstum von Bacillus subtilis. Die Wachstumshemmung kann kompetitiv durch Homoserin, Threonin, -Ketobuttersäure, -Keto--methylvaleriansäure, -Ketoisovaleriansäure, Valin, -Ketoisocapronsäure oder Leucin oder unkompetitiv durch Isoleucin aufgehoben werden. Aus der selben biosynthetischen Familie zeigen Pyruvat, Acetoin und Pantothensäure im Kreuztest keine Wirkung auf die Wachstumshemmung.Wachsende Kulturen von Bacillus subtilis wandeln Ketomycin in 3-Cyclohexenylglycin um. Die Wachstumshemmung des gereinigten Naturproduktes kann von den gleichen Substanzen in einer ähnlichen Weise kompensiert werden wie oben beim Ketomycin.In vitro wird 3-Cyclohexenylglycin von einer Aminosäure-Dehydrogenase gebildet. Die schwache Transaminase-Aktivität bildet kein 3-Cyclohexenylglycin aus Ketomycin.Ketomycin hemmt kompetitiv die Aminosäure-Dehydrogenase, welche -Keto--methylvalerat in Isoleucin umwandelt.3-Cyclohexenylglycin hemmt in vitro kompetitiv in bezug auf Threonin die Threonin-Desaminase. Dies erklärt die antagonisierende Wirkung von Threonin und vermutlich auch von Homoserin in vivo.Bei einer Konzentration, die zehnfach über der Isoleucinkonzentration liegt, hemmt 3-Cyclohexenylglycin die Verknüpfung von Isoleucin mit tRNA durch die Isoleucyl-tRNA-Synthetase nur in geringem Ausmaß. Dies erklärt den unkompetitiven Antagonismus von Isoleucin in vivo. Eine experimentelle Erklärung der antagonisierenden Wirkung von Valin, Leucin und deren unmittelbaren Vorprodukten konnte nicht gefunden werden.

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Metabolic products of microorganisms

Summary From culture filtrates of the Streptomyces strain Tü 99 the antibiotic ketomycin, in addition to chlorothricin, was isolated by solvent extraction, counter-current distribution and crystallization of the sodium salt. Spectroscopic investigations and chemical transformation showed, that ketomycin is identical with 3-cyclohexeneglyoxylic acid. Degradation of ketomycin by means of ozone yielded the dextrorotatory (R)--carboxyadipic acid. Ketomycin is therefore (R)-3-cyclohexeneglyoxylic acid.Ketomycin inhibits the growth of Bacillus subtilis. The growth inhibition can be reversed competitively by homoserine, threonine, -ketobutyrate, -keto--methylvalerate, -ketoisovalerate, valine, -ketoisocapronate or leucine or noncompetitively by isoleucine. Out of the same biosynthetic family pyruvate, acetoin and pantothenate have no effect on the growth inhibition as shown with a simple test.Growing cultures of Bacillus subtilis can convert ketomycin to 3-cyclohexeneglycine. The growth inhibition by the purified natural product can be counteracted by the same substances in a similar manner as above ketomycin.In vitro 3-cyclohexeneglycine is produced by an amino acid dehydrogenase. The weak transaminase activity does not form 3-cyclohexeneglycine out of ketomycin.Ketomycin is competitively inhibitory for an amino acid dehydrogenase activity which converts -keto--methylvalerate to isoleucine.3-Cyclohexeneglycine inhibits in vitro competitively with respect to threonine the threonine desaminase. This explains the antagonistic action in vivo of threonine and presumably of homoserine too.At concentrations 10 times higher than isoleucine 3-cyclohexeneglycine inhibits the attachment of isoleucine to tRNA by isoleucyl-tRNA-synthetase only to a minute degree. This explains the noncompetitive antagonism of isoleucine in vivo. An experimetal explanation of the antagonistic effect of valine, leucine and their immediate precursors could not be found.

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77. Mitteilung: W. Pache und H. Zähner: Arch. Mikrobiol. 67, 156 (1969).     

Die Verteilung der freien Aminosäuren in der Pflanze und ihre Beeinflussung durch photoperiodische Induktion (Untersuchungen an Kalanchoë Blossfeldiana)

Zusammenfassung Die freien Aminosäuren von Blättern, Wurzeln und Inflorescenzen der Kurztag-Crassulacee Kalanchoë Blossfeldiana wurden isoliert und papierchromatographisch fraktioniert. Dabei konnten identifiziert werden: Cystein, Histidin, Lysin, Asparagin, Arginin, Glutamin, Asparaginsäure, Serin, Glykokoll, Glutaminsäure, Threonin, -Alanin, -Alanin, -Aminobuttersäure, Valin, Phenylalanin, Leucin und/oder Isoleucin sowie Tryptophan.Die größte Aminosäuremenge wurde in den Wurzeln sowie in den voll entwickelten Inflorescenzen gefunden, die Minimalkonzentration in den Blättern mittleren Alters.Von den drei Grundaminosäuren (Glutaminsäure, Asparaginsäure und -Alanin) überwiegt in den Wurzeln die Asparaginsäure, in allen oberirdischen Teilen von Langtag-Exemplaren dagegen die Glutaminsäure oder das -Alanin. In ausgebildeten Inflorescenzen herrscht im Gegensatz zu allen anderen oberirdischen Teilen derKalanchoë die Asparaginsäure vor.Die quantitative Auswertung der Papierchromatogramme zeigte, daß sich im Laufe einer mehrtägigen photoperiodischen Induktion in der Sproßspitze und in den — photoperiodisch maximal empfindlichen —Laubblättern mittleren Alters bedeutende Veränderungen in den gegenseitigen Mengenverhältnissen der Grundaminosäuren vollziehen. Darüber hinaus lassen auch die übrigen Aminosäuren schon in den ersten Induktionstagen deutliche Mengenänderungen erkennen, die in den einzelnen Zonen nach Richtung und Amplitude verschieden sind.Ein unmittelbarer Vergleich der beobachteten Konzentrationsverschiebungen der freien Aminosäuren mit denen der in den Zellproteinen des Vegetationskegels festgelegten Aminosäuren erwies sich als nicht möglich, doch erfolgen die Änderungen in beiden Fraktionen in vergleichbaren Zeiträumen.Mit 17 TextabbildungenDissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen     

Composition of the honeydew excreted by the lac insect, Kerria lacca (Homoptera: Coccoidea). I. Free amino acids

Honeydew of the lac insect, Kerria lacca is a clear watery fluid. By means of paper partition chromatography seventeen free amino acids and amides, viz., aspartic acid, asparagine, arginine, alpha and beta alanine, glycine, glutamic acid, histidine, lysine, leucine and or isoleucine, methionine, proline, serine, threonine, tyrosine, valine and possibly homoserine were identified in the honeydew of the mature female lac insect. The plant sap of Moghania macrophylla on which the insects were reared contained comparatively fewer amino acids.

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Zusammensetzung des von dem lackinsekt kerria lacca (Homoptera : Coccoidea) ausgeschiedenen honigtaues. I. Freie aminosäuren

Zusammenfassung Der Honigtau der begatteten weiblichen Lackschildlaus Kerria lacca (Kerr) wurde mit Hilfe zweidimensionaler Papierchromatographie auf Gehalt an freien Aminosäuren untersucht. Es wurden 17 freie Aminosäuren nachgewiesen: Asparaginsäure, Asparagin, Arginin, -und -Alanin, Glycin, Glutaminsäure, Histidin, Lysin, Leucin und (oder) Isoleucin, Methionin, Prolin, Serin, Threonin, Tyrosin, Valin und wahrscheinlich Homoserin. Außerdem erscheint ein nicht identifizierter Fleck (mit Rf-Wert 0,69 in Phenolwasser) etwas oberhalb des Methionins. Proteine und Peptide fehlten.Der Pflanzensaft von Moghania macrophylla (Willd.) O. Ktze., auf dem die Insekten gehalten wurden, enthielt vergleichsweise weniger Aminosäuren.

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Recently it has been found by one of us (R.K.V.) that the generic name Laccifer Oken, which is presently being used for the lac insect with sp. lacca, is invalid and should be substituted by Kerria Targ., 1884. This change has been approved of by the International Commission on Zoological Nomenclature.     

Die Bedeutung der “feedback”-Hemmung der Threonin-Desaminase für die Synthese von Valin und Leucin

Zusammenfassung In Arthrobacter Stamm 23 führte die durch Mutation verursachte allosterische Unempfindlichkeit der Threonin-Desaminase zur dereprimierten Bildung der Enzyme im Isoleucin-Valin-Leucin-Biosyntheseweg. Derepression erfolgte auch, wenn Wildtypzellen in Gegenwart von -Ketobuttersäure inkubiert wurden. In beiden Fällen wurde Isoleucin überproduziert und ins Kulturmedium ausgeschieden. Wie aus Wachstumsexperimenten hervorging, verursachte der Überschuß an -Ketobuttersäure im Medium primär einen Valin- und Leucin-Mangel, der zu einer vorübergehenden Wachstumshemmung führte. Durch die dereprimierte Bildung der Enzyme im Isoleucin-Valin-Biosyntheseweg konnte die Wachstumshemmung überwunden werden.Der vorübergehende Hemmeffekt der -Ketobuttersäure ließ sich auf eine Konkurrenz der Substrate am ersten gemeinsamen Enzym im Isoleucin-Valin-Biosyntheseweg, der Acetohydroxysäure-Synthase, zurückführen. Wegen des niedrigen K _m-Wertes für -Ketobuttersäure wird dieses Substrat vom Enzym bevorzugt umgesetzt. Durch gaschromatographische Bestimmungen der Acetoin- und Acetyläthylcarbinol-Bildung in Enzymtests mit variierten Substrat-Konzentrationen konnte nachgewiesen werden, daß relativ geringe Konzentrationen an -Ketobuttersäure genügen, um die -Acetolacetat-Bildung vollständig zu unterdrücken. Diese Ergebnisse erklären die durch -Ketobuttersäure verursachte vorübergehende Wachstumshemmung bei Bakterien.

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The effect of the feedback inhibition of threonine deaminase on valine-leucine biosynthesis

In Arthrobacter strain 23 the allosteric insensitivity of threonin deaminase caused by mutation resulted in derepressed formation of the enzymes of the isoleucine-valine-leucine pathway. Derepression was also observed, when wild type cells were incubated in the presence of -oxobutyrate. In both cases isoleucine was overproduced and excreted. As growth experiments indicated the excess of -oxobutyrate in the medium caused endogenous valine and leucine deficiency and a transient inhibition of growth. Derepressed formation of the isoleucinevaline biosynthetic enzymes resulted in relief of growth inhibition.The transient inhibitory effect of -oxobutyrate has been traced back to substrate competition at the first enzyme common to the isoleucine and valine pathway, acetohydroxy acid synthase. Due to the low K _m of the enzyme for -oxobutyrate this substrate is preferentially converted. As proven by gaschromatographical measurements of acetoin and acetylethyl carbinol produced in enzyme (acetohydroxy acid synthase) assays with varied substrate concentrations, relatively low concentrations of -oxobutyrate are able to suppress the formation of -acetolactate completely. These results explain the transient inhibitory effect of -oxobutyrate on the growth of bacteria.

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Abkürzungen -KBS -Ketobuttersäure - FAD Flavin-adenin-dinucleotid - AHS Acetohydroxysäure - IPM Isopropylmalat - TPP Thiaminpyrophosphat     

Über die Fruchtkörperbildung von Coprinus lagopus bei verschiedenen Stickstoffquellen

Zusammenfassung An 3 Stämmen von Coprinus lagopus wurde die Fruchtkörperbildung in Abhängigkeit von der Stickstoffquelle untersucht. Bei Zusatz von KNO₃, Glykokoll, Alanin, Asparagin, Asparaginsäure, Valin und Glutaminsäure wurde Fruchtkörperbildung beobachtet; am günstigsten wirkten Asparagin und Glutaminsäure. Auf Phenylalanin, -Alanin, Cystein, Serin, Threonin, Methionin, -Aminobuttersäure, Leucin, Isoleucin, Arginin und Harnstoff traten hingegen keine Fruchtkörper auf.     

Comparison of the nutritive values of proteins and related compounds to adult cabbage root fly, Erioischia brassicae

The cabbage root fly Erioischia brassicae (Bouché) had to imbibe suitable sources of proteinaceous materials or free amino acids before it could lay its second and subsequent batches of eggs. Flies preferred slightly acidic solutions and since 0.2M phosphate buffered solutions were toxic, distilled water was used to prepare solutions for assessing the nutritive values of proteinaceous materials. Tryptophan, glutamine, cystine, glycine, tyrosine and threonine were slightly nutritive when presented individually to flies whereas cysteine, valine, isoleucine and hydroxyproline were slightly toxic. The incomplete proteins zein and gelatine were non-nutritive, but some complete proteins, e.g. fibrin, were little better. Paper chromatographic analysis showed that the hydrolysates were the only proteinaceous materials containing free amino acids and that these materials also had the highest nutritive values. These hydrolysates were imbibed in significantly greater quantities than any of the other materials tested, indicating that the amino acids were effective feeding stimulants governing the intake of proteinaceous material. Fecundity was affected by both the quality and quantity of amino acids imbibed.

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Zusammenfassung Kohlfliegen, Erioischia brassicae (Bouché), mußten mit geeigneten eiweißhaltigen Stoffen ernährt werden, ehe sie einen zweiten Satz und weitere Sätze Eier ablegen konnten. Die Fliegen bevorzugten saure Lösungen; und da sich 0.2 M Phosphatpufferlösung als toxisch erwies, wurde destilliertes Wasser zur Bereitung der Lösungen benutzt, die zur Bestimmung des Nährwertes eiweißhaltiger Stoffe dienten. Tryptophan, Glutamin, Cystin, Glycin, Tyrosin und Threonin waren von geringen Nährwert, wenn sie den Fliegen einzeln vorgesetzt wurden, während Cysteïn, Valin, Isoleucin und Oxyprolin schwach giftig waren. Die unvollständigen Eiweiße Zeïn und Gelatine hatten keinen Nährwert; einige vollständige Eiweiße, wie z.B. Fibrin, waren nicht viel besser. Papierchromatographische Analysen ergaben, daß,Hydrolysate die einzigen eiweißhaltigen Stoffe sind, die freie Aminosäure enthalten und zugleich den höchsten Nährwert aufweisen. Diese Hydrolysate wurden in signifikant größerer Menge aufgenommen als alle anderen untersuchten Stoffe. Das weist darauf hin, daß gewisse Aminosäuren wirksame Fraßstimulatoren darstellen, welche die Aufnahme eiweißhaltiger Stoffe regeln. Die Fruchtbarkeit hing von der Menge und Qualität der aufgenommenen Aminosäuren ab.

     

Malic-Enzym-Synthese und pH-Adaptation bei L-Äpfelsäure abbauenden Bakterien

Zusammenfassung Es wird die Malic-Enzym-Synthese bei sechs verschiedenen Arten L-Äpfelsäure abbauender Bakterien untersucht. Die homofermentativen Arten bilden unter den geprüften Bedingungen ausschließlich ein adaptives Malic-Enzym, während die Synthese bei den heterofermentativen in Abhängigkeit vom Züchtungsmilieu adaptiv oder konstitutiv erfolgen kann. Beim konstitutiven Malic-Enzym ist der sonst positive Glucose-Effekt auf Aktivität und Induktion nicht festzustellen, wie Versuche mit Enzymlösungen ergeben haben.Die pH-Maxima der Äpfelsäureabbau-Aktivität der intakten Bakterien verschieben sich bei Gewöhnung der Zellen an höhere H⁺-Ionen-Konzentrationen im künstlichen und natürlichen Milieu zu tiefer gelegenen pH-Werten. Ein Entstehen von Aminosäure-Decarboxylase-Aktivitäten kann nicht festgestellt werden. In einer pH-Adaptation befindliche, wachsende Bakterien haben einen größeren Aminosäurebedarf als normale, vor allem an Alanin, Glykokoll, Glutaminsäure, -Aminobuttersäure, Valin und Leucin. Adaptierte Zellen weisen qualitativ und quantitativ weniger freie Aminosäuren auf als nichtadaptierte. Bei den ersteren ist ein Umbau des Zellproteins festzustellen. Leuconostoc r-Bakterien, deren Protein vornehmlich Glutaminsäure und Asparaginsäure enthält, verfügen nach stattgefundener pH-Adaptation über vergrößerte Mengen an Lysin, Asparagin und Leucin. Bei La Louvière-Bakterien treten mengenmäßig an die Stelle von Alanin Lysin und Glutaminsäure.

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Malic enzyme synthesis and pH-adaptation on bacteria, decomposing L-malic acid

Summary The malic enzyme synthesis of six strains of bacteria, decomposing L-malic acid, is investigated. Under the tested conditions the homofermentative strains form exclusively an adaptive malic enzyme, while the synthesis of the heterofermentative strains may ensue adaptively or constitutively, dependent on the environs of growing. The otherwise positive glucose effect on activity and induction cannot be observed for the constitutive malic enzyme, as experiments with enzyme preparations have proved.The pH-optima of the malic acid decomposing activity of the intact bacteria are shifted to lower situated pH values, if the cells are trained to higher H⁺-ion concentrations in artifical and natural environs. An origin of amino acid decarboxylase activities cannot be observed. Growing bacteria being in a pH-adaptation have a larger demand for amino acids than the normal, especially for alanine, glycocoll, glutamic acid, -aminobutyric acid, valine and leucine. Adapted cells posses qualitatively and quantitatively less free amino acids than non-adapted. At the first a variation of the cell protein is established. Leuconostoc r bacteria, the protein of which especially contains glutamic and aspartic acids, dispose after pH-adaptation of larger quantities of lysine, asparagine and leucine, and La Louvière bacteria of more lysine and glutamic acid.

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II. Mitteilung zum Problem des biologischen Säureabbaues. Über adaptive und konstitutive fermentchemische Eigenschaften L-Äpfelsäure abbauender Bakterien.     

Ketonkörperstoffwechsel beim Flußkrebs: Stoffwechselwege,Organverteilung und physiologische Bedeutung

Zusammenfassung Beim Flußkrebs wurden sämtliche Enzyme der Acetoacetatsynthese aus Acetoacetyl-CoA nachgewiesen: Thiolase, Hydroxymethylglutaryl-CoA-Synthase und -Lyase. Deacylase-Aktivität war nicht festzustellen.D-(–)-Hydroxybutyrat-Dehydrogenase fehlt in allen untersuchten Organen, ebenso fehlt D-(–)-Hydroxybutyrat im Blut.Unerwarteterweise enthalten alle untersuchten Organe das erste Enzym auf dem Weg der Sterinsynthese aus Hydroxymethylglutaryl-CoA, die Hydroxymethylglutaryl-CoA-Reductase. Ihre spezifische Aktivität beträgt 30–50% der Aktivität in der Mäuseleber. Sie ist ausschließlich in den Microsomen lokalisiert.Besonders hohe spezifische Aktivitäten stellten wir bei dem Acetessigsäureaktivierenden Enzym Succinyl-CoA-Transferase fest.Markiertes Acetoacetat wird in vivo aus ¹⁴C-Acetat, -Leucin, -Glucose und-Palmitat gebildet. Den relativ höchsten Einbau zeigen Acetat und Leucin.Die Enzyme der Ketonkörpersynthese und des -Abbaus kommen in sämtlichen untersuchten Organen gemeinsam vor. Alle untersuchten Organe synthetisieren im Homogenat nach Blockierung des Citratcyclus mit Malonat Acetoacetat. Markiertes Acetoacetat wird von allen untersuchten Organen und Organhomogenaten zu CO₂ abgebaut. Eine Spezialisierung der Organe im Hinblick auf Ketonkörperbildung und -Abbau wie bei den Säugetieren existiert beim Flußkrebs demnach nicht.Augenstielextrakt-Injectionen erhöhen den Glucosegehalt der Hämolymphe, jedoch nicht den Gehalt an Acetoacetat.Während des Hungerns erhöht sich die Acetoacetatkonzentration im Blut erst vom 13. Tag an, zu einem Zeitpunkt, in dem die Kohlenhydrat- und Lipidspeicher bereits erschöpft sind, und die Energie fast ausschließlich aus Protein gewonnen wird. Eine auffällige Pettsäuremobilisation ist bei hungernden Krebsen nicht feststellbar.

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Metabolism of ketone bodies in the crayfish: pathways, tissue distribution, and physiological significance

Summary In the crayfish all enzymes known to act during the synthesis of acetoacetate have been detected: Thiolase, hydroxymethylglutaryl-CoA-synthase and -lyase. Deacylase-activity has not been found.D-hydroxybutyrate-dehydrogenase was absent in all organs tested, and no hydroxybutyrate was found in the hemolymph.Unexpectedly each organ tested contained the first enzyme in the pathway of sterol synthesis, hydroxymethylglutaryl-CoA-reductase. The specific activity amounts to 30–50% of the specific activity in mouse-liver. This enzyme is found only in the microsomes.The acetoacetate activating enzyme, succinyl-CoA-transferase was found to have remarkably high activities in the crayfish.In vivo labelled acetoacetate was synthesized from ¹⁴C-acetate, -leucine,-glucose and -palmitate. The highest rates were observed with acetate and leucine.In the crayfish enzymes for the synthesis and degradation of ketone bodies were detected in these organs: Heart, antennal gland, hepatopancreas, intestine, integument, gills and abdominal muscle. Homogenates of each organ were able to synthesize acetoacetate when malonate was added. Labeled acetoacetate was metabolized to CO₂ by each isolated organ or by homogenates of each organ. Therefore in the crayfish there is no specialized organ for the metabolism of ketone bodies as there is in the mammals.Injections of eyestalk extracts increased the concentration of glucose in the hemolymph but did not influence the level of acetoacetate.In starving crayfish the concentration of acetoacetate in the hemolymph was not elevated until the 13th day. At this time the stores of carbohydrates and lipids were exhausted and energy was obtained from protein. No remarkable mobilization of fatty acids occurred in the starving crayfish.

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Verwendete Abkürzungen HMG-CoA Hydroxymethylglutaryl-CoA - HMG-CoA-Synth Hydroxymethylglutaryl-CoA-Synthase - HMG-CoA-Ly Hydroxy-methylglutaryl-CoA-Lyase - HMG-CoA-Red Hydroxymethylglutaryl-CoA-Eeductase - Succ-T Succinyl-CoA-Transferase - HB-DH Hydroxybutyrat-Dehydrogenase Fräulein C. Kretschmer und Herrn I. Tofaute danke ich sehr für zuverlässige Mitarbeit.     

Über die Fraktionierung des Protoplasmas vonPhaseolus-Arten undPhaseolus-Artbastarden

Zusammenfassung Es werden Beispiele für die Fraktionierung des Protoplasmas der Blätter vonPhaseolus vulgaris, Phaseolus coccineus undPhaseolus vulgaris ()×Phaseolus coccineus () mitgeteilt. Die Zahlen lassebn keine sicheren Unterschiede zwischen den entsprechenden partiklären und Grundplasmafraktionen der Elternarten und Bastarde erkennen, doch zeigen sich Differenzen, wenn die Partikel- und Grundplasmafraktionen jeweils zusammengefaßt und die Quotienten Partikel-Nucleinsäure/Grundplasma-Nucleinsäure (NS_P/NS_G) und Partikel-Eiweiß/Grundplasma-Eiweiß (E_P/E_G) gebildet werden. Diese Quotienten liegen beiPhaseolus vulgaris niedriger als beiPhaseolus coccineus, und bei den nichtgestörten Bastarden stimmt der Quotient E_P/E_G praktisch mit dem vonPhaseolus coccineus überein, wähert ist. Die gestörten Bastarde ähneln im Nucleinsäuregehalt den Elternarten und den normalen Bastarden, doch ist in allen Fraktionen, besonders stark in den Chloroplasten, der Eiweißanteil bezogen auf Frischsubstanz und Nucleinsäure vermindert.—Nucleinsäure und Eiweiß nehmen mit der Entwicklung der Blätter ab, dabei wird das Verhältnis Eiweiß/Nucleinsäure, eine Fraktion ausgenommen, stark zugungsten des Eiweißes verschoben, ferner findet eine Verschiebung der Quotienten NS_P/NS_G und E_P/E_G zugunsten der partikeln statt. Eine Abhängigkeit der Quotienten vom Gesamteiweiß oder der Gesamtnucleinsäure, die beide in den einzelnen Versuchen stark variieren, ist nicht festzustellen. Die Befunde zeigen, daß die in den Bastarden enthaltenen Kerngene vonPhaseolus coccineus das Verhältnis der Plasmakomponenten der Mutter, das bei völliger Unabhängigkeit und Selbständigkeit mit dem vonPhaseolus vulgaris übereinstimmen müßte, wesentlich beeinflussen. Sie werden unter dem Gesichtspunkt der Konkurrenzbeziehungen zwischen den Plasmakomponenten, deren Zusammenspiel den Stoffwechsel der Zellen ergibt, diskutiert.     

Zur Frage der Fermentlokalisation in der Netzhaut des Rindes

Zusammenfassung An den Netzhäuten von 30 gesunden Rindern wurden normalhistologische Untersuchungen nach Gefriertrocknung im Vergleich mit den üblichen Fixationsmitteln durchgeführt. An demselben Material wurde ein neues wasserlösliches Einschlußmittel erprobt und die Lokalisation verschiedener Fermente vorgenommen. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: A. Hydrolasen. Alkalische Phosphatase wurde fast ausschließlich in den Endothelien der Retinagefäße nachgewiesen, in geringem Umfang auch in der inneren plexiformen und der äußeren Körnerschicht. Saure Phosphatase fand sich reichlich in den Ganglienzellen des III. Neurons und im Bereich der Innenglieder der Sehelemente. Wegen der an denselben Orten nachweisbaren Ribonukleinsäure wird auf eine Identität des nachgewiesenen Fermentes mit einer Nukleotidase geschlossen. Cholinesterasen wurden in der Grenzzone zwischen innerer plexiformer und innerer Körnerschicht in besonderem Maße nachgewiesen. Die hier angetroffenen, den motorischen Endplatten vergleichharen Strukturen werden als Synapsen gedeutet. Unspezifische Esterasen konnten mit der angewendeten Methodik nicht mit genügender Sicherheit zur Darstellung gebracht werden. B. Desmolasen. Bernsteinsäuredehydrase wurde in den Ganglienzellen des III. Neurons und besonders in den Zapfenmyoiden gefunden. Weitere positive Befunde bedürfen in Hinblick auf die mit Fettfarbstoffen gewonnenen Kenntnisse über die Lipoidverteilung in der Retina einer vorsichtigen Beurteilung. Zytochromoxydase konnte mit ausreichender Sicherheit nur in den Sehelementen, insbesondere in den Zapfenmyoiden, aufgefunden werden.     

Über die Verkalkung des Knorpelgewebes

Zusammenfassung Die Kalkbröckel, welche die Plättchen der verkalkten Rinde der Flossenknorpelspangen von Galeus canis umgeben, sind Globuli gemäß dem in ihnen nachweisbarem negativen Polarisationskreuz. Sie werden beim Wachstum der Plättchen in diese eingeschlossen, so daß also hier sphaeritische Verkalkung und Ordnung der Krystallite nach den Kollagenfasern besteht.     

Die Zellkernveränderungen unter der Einwirkung von Ribonuklease und β-Merkaptoäthanol in der Zellkultur

Zusammenfassung Nach der Einwirkung von RNase und -Merkaptoäthanol auf Zellkulturen treten außer unspezifischen Veränderungen des Cytoplasmas charakteristische Kernumwandlungen auf. Diese ähneln bei der RNase den Kernveränderungen bei mit Herpes-Virus inokulierten Kulturen und den bei Herpes-Infektionen auftretenden Kerneinschlußkörpern. — Das -Merkaptoäthanol führt zu Chromatinverklumpung, die aus dem Kerninnenraum ausgestoßen werden. Es wird auf den verschiedenen Angriffsort dieser beiden Substanzen im Zellstoffwechsel hingewiesen.     

Über die Stoffausscheidung bei Pilzen II

Zusammenfassung An den beiden Ascomyceten Endoconidiophora virescens Davids. und E. (Ceratocystis) coerulescens Münch, sowie an dem Basidiomyceten Lentinus lepideus L. wurden Synthese und Ausscheidung sekundärer Stoffwechselprodukte untersucht.Am Beispiel des mit den Terpenen verwandten Methylheptenon und des p-Methoxyzimtsäuremethylesters sowie eines aromatischen Farbstoffes ließ sich zeigen, daß diese chemisch und hinsichtlich des Biosyntheseweges verschiedenen Verbindungen im overflow metabolism entstehen und ausgeschieden werden.Gegenüber den primären Stoffwechselprodukten lassen sich Biogenese und Ausscheidung der sekundären Stoffe wesentlich stärker beeinflussen. Unter gewissen Bedingungen kann sogar die Synthese bestimmter Verbindungen völlig unterbleiben.Eine nennenswerte antibiotische oder wesentliche metabolische Aktivität ausgeschiedener Stoffwechselprodukte liegt bei den drei Pilzen nicht vor.Die Ergebnisse wurden mit den Befunden anderer Autoren verglichen und die gemeinsamen Grundlagen aller pflanzlichen Stoffausscheidungen diskutiert.Habilitationsschrift (gekürzt) der Fakultät für Natur- und Geisteswissenschaften, Technische Hochschule, Karlsruhe. Tei II.     

Biochemische Untersuchungen über das proteolytische Enzym des Darmsaftes von Helix pomatia L.

Zusammenfassung Die Verfasserin hat mit der biochemischen Duspiva-Methode eine kaseinspaltende Tätigkeit im Darmsaft von Helix pomatia nachgewiesen. Das proteolytische Enzym wirkt bei p_H 4 optimal. Es wird durch Glutathion, Cystein und Ascorbinsäure aktiviert, aber durch Cystin, Kaliumeisencyanid, Bleinitrat, p-Chloromercuribenzoat und o-Jodosobenzoat gehemmt.Die von diesen beiden letzten Stoffen hervorgerufene Hemmung ist durch Glutathion und Ascorbinsäure umkehrbar. Daraus schließt die Verfasserin, daß die Protease des Darmsaftes von Helix pomatia zu den sulfhydrylischen Enzymen gehört; sie nimmt an, daß dieses Enzym nicht nur von der Mitteldarmdrüse, sondern auch vom Darmkanal kommt.     

Digestive enzymes of the imported fire ant, Solenopsis richteri (Hymenoptera: Formicidae)

Results of tests for digestive enzyme activity from mandibular and salivary glands and from foregut, midgut, and hindgut of major workers of the imported fire ant, Solenopsis richteri Forel, indicated a wide distribution of lipase production from these organs, thus correlating with the observed grease-loving feeding habits of this insect. Amylase activity was present in both glands tested, but not detected in the gut. Both invertase and protease activities were apparently restricted to the midgut, with the protease activity being especially limited.

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Zusammenfassung An der importierten Feuerameise wurden Untersuchungen über das Vorkommen der vier Hauptklassen von Verdauungsfermenten bei Großarbeitern (Soldaten) ausgeführt.Die untersuchten Fermente waren Invertase, Diastase, Lipase und Protease, die untersuchten Verdauungsorgane Speichel- und Mandibulardrüsen, Kropf, Mitteldarm und Enddarm. Um die Ferment-Aktivität der verschiedenen Organe zu prüfen, wurden als Substrate Sucrose, Stärke, Castor-Öl-Emulsion und Blutfibrin benutzt und Dünnschichtchromatographie angewandt.Die Resultate zeigen besonders die weite Verbreitung der Lipase-Aktivität, die der beobachteten Vorliebe der importierten Feuerameise für fettreiche Nahrung entspricht. Ebenso steht die gefundene mäßige Invertase- und Diastase-Aktivität in Beziehung zu den omnivoren Fraßgewohnheiten dieser prädatorischen Insekten. Andererseits erwies sich die Protease-Aktivität als besonders schwach; sie schien hauptsächlich auf den Mitteldarm beschränkt zu sein.Der geringe Grad der Protease-Aktivität in den Drüsen und im Kropf läßt vermuten, daß bei Trophallaxis den larven das Protein-Futter von den Arbeiterinnen in unverdautem Zustand verabreicht wird.

     

Studies on fermentation processes in silage

Zusammenfassung Die Beimischung von mäßigen Mengen von Mehl verschiedener Getreidearten in Silage fördert die Milchsäuregärung nicht in nennenswertem Grad, da rohe Stärke nur in unbedeutendem Umfang von den Amylasen (hauptsächlich -Amylasen) des Getreidemehls oder des Grünfutters in für Milchsäurebakterien vergärbaren Zucker hydrolysiert werden kann. Durch -Amylase, welches Enzym in Malz in großen Mengen vorkommt, wird dagegen die rohe Stärke derart angegriffen, daß dadurch in der Silage ein fortgesetzter Abbau zu Milchsäure durch die sich dort befindenden Milchsäurebakterien erfolgt.Durch Beimischung verhältnismäßig geringer Mengen enzymreichen Malzmehles ist es demnach unter praktischen Bedingungen möglich, einen großen Teil der Stärke, welche dem Futter mit den verschiedenen Getreidemehlen zugeführt wurde, den Milchsäurebakterien zugänglich zu machen. Die starke amylolytische Enzymaktivität bei Mischungen von Malz-und Getreidemehl ist ein additiver Effekt von der -Amylase des Malzes und der -Amylase des Malzes, des Getreides und des Grünfutters.     

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.     

Die optische Richtungsorientierung der Roten Waldameise (Formica Ruea L.)

Zusammenfassung Alle folgenden Angaben beziehen sich auf Formica rufa L., die Rote Waldameise, und sind nur unter Vorbehalt auf andere Insektenarten übertragbar.Die Ameisen benützen zur optischen Richtungsorientierung künstliche Lichtquellen, die Sonne oder den Mond.Eine distinkte Lichtquelle kann als Orientierungsmarke durch einen diffusen Lichtschein ersetzt werden.Mit Hilfe einer Polarisationsfolie läßt sich nachweisen, daß sich die Ameisen sowohl nach der Schwingungsrichtung des blauen Himmelslichtes als auch nach der Schwingungsrichtung des Folienlichtes orientieren können.Die Orientierung nach Landmarken, wie Häusern und Bäumen, spielt eine große Rolle und ist bei bewölktem Himmel wahrscheinlich die einzige optische Orientierungsmöglichkeit.Werden Himmels- und Landmarken in Konkurrenz gesetzt, dann läuft die Ameise in einer Kompromißrichtung.Ameisen reagieren in Neststimmung vorwiegend negativ und in Exkursionsstimmung vorwiegend positiv phototaktisch.Es wird eine Methode angegeben, mit der durch Vergleich von Dreherregungen die Stärke der phototaktischen Drehreaktionen gemessen werden kann.Bei gleich großer Ablenkung vom orientierten Lauf sind die geotaktischen und die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) quantitativ gleich.Die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) sind helligkeitsunabhängig, ändern sich jedoch mit dem Einfallswinkel des Lichtes.Aus den experimentellen Befunden wird geschlossen, daß sich am zentralnervösen Funktionsgefüge der negativen (positiven) Phototaxis mindestens drei nervöse Instanzen (Mechanismen) beteiligen: Das Integrationszentrum, das Lagezentrum und der Koordinationsmechanismus der Beinbewegung.Wichtige Vorgänge beim Übergang von der positiven und negativen Phototaxis zur menotaktischen Hin- und Rückwegorientierung sind orientierungsfreie Suchschleifen und Lernprozesse, die zur Ermittlung der Luftlinienrichtung führen.Diese Lernprozesse finden sowohl auf dem Hin- als auch auf dem Rückweg statt.Die Ermittlung der Luftlinienrichtung geschieht über die Auswertung (Integration) der optischen Reizfolge, die kinästhetische Reizfolge ist dafür wahrscheinlich völlig bedeutungslos.Mit Hilfe der Kompensationstheorie werden eine Reihe von Reaktionen sich menotaktisch orientierender Ameisen kausal erklärt.Die Ameise kann sich eine Laufrichtung in bezug auf eine Lichtquelle mindestens 5 Tage lang merken.Die Ameise kann sich mit Hilfe von Landmarken an mindestens vier verschiedenen Plätzen im Gelände je eine bestimmte Laufrichtung merken.Erinnerungsbilder von Himmels- und Landmarken werden im Gedächtnis der Ameisen unabhängig voneinander aufbewahrt, die Erinnerungsbilder der Himmelsmarken dagegen sind im Gedächtnis der Ameisen aneinandergekoppelt.Die Ameisen haben die Fähigkeit, die Wanderung der Sonne bei der Richtungsorientierung mit einzuberechnen.     

Zur Regulation der NAD-abhängigen Hydrogenase-Aktivität

Zusammenfassung Ruhende Zellen von Hydrogenomonas H 16 enthalten je Gramm Trockengewicht 0,7 mg ATP und 0,9 mg NAD. Bei der Fixierung von Kohlendioxyd und der Synthese des Speicherstoffs Poly--hydroxybuttersäure sinkt die intracelluläre ATP-Konzentration um 30% und das Redoxverhältnis NADH₂/NAD von 1,4 auf 0,46. Die NAD-abhängige Hydrogenase enthält NAD als Coenzym relativ fest gebunden. In Gegenwart von Wasserstoff wird dieses zu NADH₂ reduziert und das Enzym in eine aktive, reaktionsfähige Form umgewandelt. Die Geschwindigkeit der NAD-Reduktion ist infolge einer allosterischen Hemmung der NAD-abhängigen Hydrogenase durch ihr Reaktionsprodukt NADH₂ von dem Redoxverhältnis NADH₂/NAD abhängig. Hierdurch erhält das Enzym eine regulatorische Funktion für den von Folgereaktionen abhängigen Wasserstofftransport.

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Summary Resting cells of Hydrogenomonas strain H 16 contain 0.7 mg ATP and 0.9 mg NAD/g dry weight. During the fixation of carbon dioxide and the synthesis of the storage product poly--hydroxybutyric acid, the intracellular concentration of ATP decreases by 30% and the redox-ratio (NADH₂/NAD) decreases from 1.4 to 0.46.In the NAD-dependent hydrogenase the coenzyme NAD is bound to the enzyme. In the presence of hydrogen NAD is reduced to NADH₂ and the enzyme is converted to a reactive state. The velocity of NAD-reduction is related to the concentration of NADH₂ and the redox-ratio NADH₂/NAD. This allosteric inhibition of the NAD-dependent hydrogenase by its reaction product NADH₂ is responsible for the control of hydrogen transport exerted by consecutive hydrogen requiring reactions.

     

Beiträge zur Resistenzzüchtung gegen den Kartoffelnematoden (Hererodera rostochiensis Wollenweber)

Zusammenfassung Unter feldmäßigen Bedingungen wurden die Ertragseigenschaften einer Anzahl nematodenresistenter F₁- (subsp.andigenum xS. tuberosum) und F₂-[(subsp.andigenum xS. tuberosum) xS. tuberosum] Klone beim vergleichsweisen Anbau auf verseuchten und unverseuchten Flächen untersucht.Die resistenten Klone erleiden beim Anbau auf verseuchten Flächen in einem unterschiedlichen Ausmaß durch die Einwanderung der Larven äußerlich sichtbare Wachstumsdepressionen, die im allgemeinen auch mit Mindererträgen verbunden sind. Bei der Züchtung muß versucht werden, gute Ertragsfähigkeit mit hoher Toleranz auf verseuchtem Land zu kombinieren. Unter den geprüften Klonen befanden sich derartige Typen.Auch die Knollenanzahl je Staude wird auf den verseuchten Flächen in der Regel herabgesetzt, wogegen das durchschnittliche Einzelknollengewicht nur geringen Schwankungen unterliegt.Auf den verseuchten Flächen bewiesen der größte Teil der geprüften resistenten Klone ihre ertragliche Überlegenheit gegenüber den anfälligen Kultursorten. Einige F₂-Klone erreichten auch auf den unverseuchten Flächen die Ertragsfähigkeit unserer derzeitigen Kulturkartoffeln. Neben dem Ertrag wurden Stärkegehalt, Knollenform und Fleischfarbe untersucht.Aus den populationsdynamischen Untersuchungen kann gefolgert werden, daß nach dem Anbau von resistenten subsp.andigenum-Bastard-Klonen mit nachfolgendem 3–4jährigem Anbau von Neutral-pflanzen eine vorhandene Bodenverseuchung unter das sicher erfaßbare Maß reduziert wird. In Betrieben mit normaler landwirtschaftlicher Nutzungen wären ohne wesentliche Fruchtfolgeveränderungen auf diese Weise alle auftretenden Befallsherde zu beseitigen und nematodenfrei zu halten.Abschließend kann gesagt werden, daß die Züchtung in wenigen Jahren für den praktischen Feldanbau geeignete Formen geschaffen hat, die eine Sicherung unserer Kartoffelerträge auf nematodenverseuchten Flächen ermöglichen werden.Mit 11 Abbildungen