Zum Abbau von 14C-markierter Äpfelsäure durch Bacterium gracile

Zusammenfassung Der Äpfelsäureabbau durch B. gracile wird mit Hilfe ¹⁴C-markierter Säuren quantitativ untersucht. Die nach dem Abbau wiedergefundene Aktivität in Restäpfelsäure, Milchsäure und Kohlendioxyd beträgt zusammen 96–97% der Aktivität der eingesetzten dl-Äpfelsäure-[1,4-¹⁴C₂]. Die molaren Verhältnisse von abgebauter Äpfelsäure zu Milchsäure und Kohlendioxyd sind 1:1:0,9. Ein Weiterabbau der Äpfelsäure über Milchsäure hinaus ist zu verneinen, da in diesem Fall mehr Kohlendioxyd entstehen müßte als dem Verhältnis 1:1:1 entspräche. D-Äpfelsäure und Fumarsäure werden von den Bakterien ebenfalls dissimiliert, Milchsäure wird nicht angegriffen. Citronensäure-[1,5-¹⁴C₂] wird sehr langsam abgebaut; als einziges Stoffwechselprodukt konnte bisher nur radioaktives Kohlendioxyd nachgewiesen werden.Die Darstellung von dl-Äpfelsäure-[1,4-¹⁴C₂] und Fumarsäure-[1,4-¹⁴C₂] wird beschrieben.Teil der Dissertation von H.-L. Schmidt, Untersuchungen zur Biochemie des Abbaues von Äpfelsäure durch Bact. gracile mit Hilfe ¹⁴C-markierter Säuren. Mainz 1958.Der früher gebräuchliche Name Bact. gracile ist hier beibehalten; hinsichtlich der Isolierung der verwendeten Stämme sei auf Jerchel, Flesch u. Bauer (1956), Flesch u. Jerchel (1958) sowie Jerchel u. Schmidt (1958) verwiesen. Eine kurze Darstellung zur Nomenklatur gibt Radler (1958).     

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)].     

The enzymic preparation of 14C-kaurene

Summary Endosperm from immature seeds of Cucurbita pepo L. converts 2-¹⁴C-dl-mevalonate to ¹⁴C-(-)-kaurene with a yield of nearly 40% of the active isomer. Kaurene is the main product and the only diterpene hydrocarbon which is formed from mevalonate in the system and is therefore easily obtained radiochemically pure. The product was identified by thin-layer chromatography and recrystallization with authentic (-)-kaurene to constant specific radioactivity.     

Characteristics of Helianthus annuus Plant Cell Culture as a Producer of Immunologically Active Exopolysaccharides

The aim of this work was to determine relationships between the growth and biosynthesis of exopolysaccharides by sunflower (Helianthus annuus 1805) plant cell culture and the uptake of the main compounds from the nutrient medium through the study of their time courses. It was established that plant cell culture biosynthesized 12.8 g/L biomass and 4.3 g/L exopolysaccharides. The calculated maximum specific growth rate and doubling time were μ_max = 0.21 d^–1 and t_d = 3.31 d, respectively. The productivity of exopolysaccharides in the plant in vitro system was found to be 0.43 g/(L × d). Data regarding the physiology of Helianthus annuus 1805 plant cell culture are presented. On the basis of the achieved results it can be concluded that the plant cell suspension of Helianthus annuus 1805 is a good producer of exopolysaccharides which exhibit immunostimulating activity.     

Saugverhalten und Nahrungsaufnahme von Oncopeltus fasciatus Dallas (Heteroptera,Lygaeidae)

Zusammenfassung Das Verhalten von Oncopeltus fasciatus bei der Nahrungssuche und- aufnahme wurde untersucht. Durch Aufspeicheln und Aufsaugen von Speichelsekret wird ein Substrat auf Eignung für Einstich und Nahrungsaufnahme geprüft. Die histologische Bearbeitung des Saugortes in einer Pflanze (Vicia faba) zeigt eine deutliche Bevorzugung des Leitungssystems beim Einstich. Hier werden Speichelscheiden gebildet. Im Samen (Asclepias syriaca und Helianthus annuus) werden die reservestoffreichen Cotyledonen besaugt. Der Einstich erfolgt ohne Sekretion einer Speichelscheide. Die Funktion dieser Speichelscheide wird diskutiert. Unter extremen Bedingungen tritt bei der sonst phytophagen Wanze trotz ihres ausgeprägten Subsozialverhaltens Kannibalismus auf. Beim Durchstechen der Cuticula dürften überwiegend mechanische Kräfte wirksam sein. Im Speichel konnte kein Chitin-spaltendes Enzym nachgewiesen werden. Weiterhin wurde die Saugzeitenverteilung zwischen Pflanze (Wasseraufnahme) und Samen (Nahrungsaufnahme) über einen Tagesablauf bestimmt. Die Wanzen dürften an der Pflanze in kürzeren Saugphasen Sättigung erreichen als an den dehydratisierten Samen. Die beträchtliche Menge and Speichel (1,14 mg/Wanze/Std), die in einen Samen injiziert werden, emulgieren und suspendieren dessen Inhalt und bringen ihn so in eine für das Insekt aufsaugbare Form.

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Summary The feeding behaviour of Oncopeltus fasciatus has been investigated. Exploration of food materials is performed by means of watery saliva which is secreted onto surfaces of substrates and sucked back again. Histological tests indicate that the animal preferably pierces the conducting system of the Vicia faba plant. Oncopeltus fasciatus secretes sheath material which coagulates and forms a lining to the path of the stylets during plant feeding. Feeding on seeds (Asclepias syriaca and Helianthus annuus) is not accompanied by stylet sheath formation. The function of this stylet sheath is discussed. Under extreme conditions the phytophagous animal shows cannibalism in spite of its marked subsocial behaviour. Penetration of the cuticle seems to be effected mainly by mechanical forces. No chitin-splitting enzyme could be detected in the saliva. The feeding activity over a photoperiod of 12 hrs on plants (uptake of water) and seeds (uptake of nutritive materials) is determined. It is suggested that on a green plant the animal is saturated more rapidly than on dehydrated seeds. The considerable amounts of watery saliva emulsify and suspend the contents of the seeds. Into seeds of Asclepias syriaca saliva is injected at a rate of approximately 1.14 mg/animal/hr.

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Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen einer Herrn Prof. Kloft gewährten Sachbeihilfe.     

The pyruvate branch point in fish liver mitochondria: Effects of acylcarnitine oxidation on pyruvate dehydrogenase and pyruvate carboxylase activities

Summary Palmitoyldl-carnitine inhibits¹⁴CO₂ production from 1-[¹⁴C]-pyruvate and from 1-[¹⁴C]-alanine by mitochondria from rainbow trout liver. The inhibitory effect occurs in both respiratory states III and IV. Fixation of H¹⁴CO ₃ ^– into acid-stable products by intact mitochondria requires pyruvate and ATP and is inhibited by sodium arsenite. This inhibitory effect is completely abolished by acetyldl-carnitine. It is proposed that under these conditions, oxidation of palmitoyldl-carnitine results in inhibition of pyruvate dehydrogenase while oxidation of acetyldl-carnitine results in activation of pyruvate carboxylase in intact rainbow trout liver mitochondria.     

Zum Assimilattransport in wachsende Früchte von Phaseolus vulgaris

Zusammenfassung Nach ¹⁴CO₂-Assimilation im Blatt wurde der Eintransport markierter Assimilate in wachsende Früchte von Phaseolus vulgaris histoautoradiographisch untersucht. Die ¹⁴C-markierten Substanzen werden danach im Phloem der Fruchtstiele transportiert, in keinem Falle konnte eine Assimilatleitung in anderen Geweben des Fruchtstiels bemerkt werden. Hierzu im Widerspruch stehende Befunde von Bachofen und Wanner werden diskutiert.

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On the translocation of assimilates into ripening fruits of Phaseolus vulgaris

Summary Leaves of fruiting plants of Phaseolus vulgaris were exposed to ¹⁴CO₂ in the light. The movement of ¹⁴C-labelled assimilates from these leaves into the growing fruits was studied by histoautoradiography (dry technique). The fact that ¹⁴C-activity could be detected within the fruit stalks exclusively in the areas of the phloem may favor the hypothesis that also in this case assimilates are transported only via the phloem. The xylem was always free of ¹⁴C. The contradictory results of Bachofen and Wanner are discussed.

     

Induktive Bildung partikelgebundener Uricase bei Hydrogenomonas H16 und anderen aeroben Bakterien

Zusammenfassung Induktive Bildung von Uricase (E.C. 1.7.3.3. Urat: O₂-Oxidoreductase) wurde während des Wachstums mit Harnsäure als alleiniger Kohlenstoff-und Stickstoffquelle bei Hydrogenomonas H 16, Micrococcus denitrificans und Pseudomonas aeruginosa beobachtet.Das Enzym wurde in der Partikelfraktion nachgewiesen, die aus Ultraschallextrakten bei 100 000 g sedimentiert.Gewaschene Partikeln aus Hydrogenomonas H 16 verbrauchten 0,45 Mole O₂ je Mol Harnsäure, gemessen in Boratpuffer beim Optimum von pH 9,0. Die Reaktion ist empfindlich gegenüber Cyanid; 4 · 10^-6 m KCN führt zu einer 50%igen Hemmung.

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Inductive biosynthesis of particle-bound uricase in Hydrogenomonas H 16 and other aerobic bacteria

Summary Induced biosynthesis of uricase (E.C. 1.7.3.3 Urate: O₂ oxidoreductase) was observed during growth with uric acid as the only carbon and nitrogen source in strains of Hydrogenomonas H 16, Micrococcus denitrificans and Pseudomonas aeruginosa.The enzyme was located in particles, sedimenting from ultrasonic preparations at 100000 g.An average of 0.45 moles of oxygen were utilized during the oxidation of one mole of uric acid by washed particles from Hydrogenomonas H 16 in borate buffer at the pH optimum of 9.0. The reaction is sensitive to cyanide; 4 · 10^-6 m KCN caused a 50% inhibition.

     

Auswertungs-Verfahren bei Doppelmarkierung mit C14- und H3-Thymidin für exponentielles Wachstum

Zusammenfassung Es wird für rein exponentielles Wachstum ein analytisches Verfahren zur Auswertung von Doppelmarkierungs-Versuchen mit zwei zeitlich auseinanderliegenden Applikationen von C¹⁴- und H³-Thymidin beschrieben. Mit Hilfe dieses Verfahrens können die DNS-Synthesezeit (S) und die Generationsdauer (T) rechnerisch in einem Schritt bestimmt werden, wenn die Zeitdauer für (G+M) angenähert bekannt ist. Unsicherheiten in der Kenntnis des Wertes für (G+M) wirken sich nur in geringem Maße aus. Die Bedeutung des analytischen Verfahrens liegt darin, daß es eine Methode darstellt, welche die Bestimmung von S und T auch für exponentiell wachsende Zellpopulationen in einfacher und exakter Weise erlaubt. Damit kann auch für exponentielles Wachstum neben der Methode der markierten Mitosen ein zweites autoradiographisches Verfahren zur Bestimmung des Zellzyklus angewandt werden.

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An analytic method to evaluate double labelling experiments using C¹⁴- and H³- thymidine for exponential growth

Summary The paper describes an analytic method for the evaluation of experiments by using the double labelling technique (application of C-14- and H-3-thymidine) with exponentially growing cell populations. By the analytic method it is possible to calculate exactly the DNA synthesis time and generation time, if the duration of (G+M) is approximately known. Uncertainty of knowledge of the value for (G+M) is only of minimal influence on the results. Thus it is possible to use beside the method of labelled mitoses the double labelling technique as a second method to determine the cell cycle for exponential growth.

     

Eine Methode zur Lokalisation14C-markierter Assimilate im Blatt vonVicia faba L. mit Hilfe der elektronenmikroskopischen Autoradiographie

Zusammenfassung Für die elektronenmikroskopische Autoradiographie wasserlöslicher¹⁴C-markierter Assimilate wird eine neue Technik beschrieben. Die notwendigen Präparationsschritte werden systematisch auf Erhaltung der Feinstruktur und Verlust an markierten Assimilaten untersucht. Als erfolgreicher Kompromiß stellten sich in den wichtigsten Phasen die Vorfixierung mit 40%igem OsO₄ in CCl₄, eine Gefriersubstitution mit getrocknetem Diäthyläther bei –78 °C, die Nachfixierung mit Acrolein und das Auffangen der Ultradünnschnitte auf 1,3-Propandiol heraus. Besonderer Wert wurde auf einen mit wenigen technischen Hilfsmitteln sicher reproduzierbaren Präparationsgang gelegt.

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Autoradiographical method for the localization of¹⁴C-labelled assimilates in leaf cells ofVicia faba L. using electron microscopy

Summary To evaluate the compartmentation of synthesis and transfer of assimilates within the leaf tissue a technique for ultrastructural histoautoradiography of¹⁴C-labelled assimilates was developed. All essential steps were examined in detail as far as preservation of fine structure and minimal loss of¹⁴C-substances are concerned. The following phases proved to be the most important and successful compromises: prefixation with 40% OsO₄ dissolved in CCl₄ at –20 °C, freeze substitution with dry diethylether at –78 °C, postfixation in acrolein as 10% solution in diethylether, and collecting of ultrathin sections on 1,3-propandiol. The procedure is compared with data given so far to the literature and results in reproducible data even if a normal equipment for ultrastructural work is provided only.

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Teil einer Dissertationsschrift, angefertigt unter Leitung von Prof. Dr. J.Willenbrink und vorgelegt der Math.-nat. Fakultät der Universität Bonn.     

Further investigations into hormone-directed transport in stems

Summary The effect of IAA and three synthetic auxins on the upward movement of ³²P-orthophosphate and ¹⁴C-sucrose has been investigated in decapitated stems of Phaseolus vulgaris L., Pisum sativum L., Coleus blumci L. and Helianthus annuus L. IAA greatly enhanced the accumulation of ³²P-orthophosphate in Phaseolus vulgaris and Pisum sativum, whereas in C. blumei and H. annuus it did not. 2,4-D like IAA, caused an increase in ¹⁴C-sucrose and ³²P-orthophosphate accumulation in Phaseolus vulgaris but, unlike IAA, caused no increase in Pisum sativum. The downward transport of ¹⁴C-IAA, ¹⁴C-NAA, ¹⁴C-2,4-D and ¹⁴C-2,4,5-T from the decapitated apex was also studied. Results are discussed in terms of current theories of hormone-directed transport.For abbreviations see Table 1.     

Kinetische studien zur Interpretation der Wirkung von Sukzedanbestrahlungen mit Hellrot und Dunkelrot bei der Photomorphogenese (Anthocyansynthese bei Sinapis alba L.)

Zusammenfassung In einer früheren Arbeit (Bertsch und Mohr, 1965) haben wir bei der lichtinduzierten Anthocyansynthese des Senfkeimlings gefunden, daß eine Vorbestrahlung mit Dunkelrot die Wirkung einer nachfolgenden Bestrahlung mit Hellrot steigert. Eine Vorbestrahlung mit Hellrot hingegen reduziert die Wirksamkeit einer nachfolgenden Bestrahlung mit Dunkelrot (Tabelle 1). Die 48 St nach Beginn des Bestrahlungsprogramms vorhandene Menge an Anthocyan wurde als ein Maß für die Wirksamkeit der Sukzedanbestrahlungen angesehen. — In der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe kinetischer Studien gezeigt, daß ein spezifischer Effekt der Dunkelrot-Vorbestrahlung nicht existiert. Der apparente Effekt ist darauf zurückzuführen, daß das zuerst gegebene Dunkelrot die lag-Phase für das nachfolgende Hellrot eliminiert. — Der Effekt, daß eine Hellrot-Vorbestrahlung die Wirkung von nachfolgendem Dunkelrot stark reduziert, ist hingegen real. Dieser Effekt muß auf einen Verlust an Phytochrom zurückgeführt werden.

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Kinetical studies to interpret the effects of succedaneous irradiations with red and far-red on photomorphogenesis (anthocyanin synthesis in mustard seedlings, Sinapis alba L.)

Summary In a previous paper (Bertsch and Mohr, 1965) we reported that in light-induced anthocyanin synthesis of the mustard seedling (Sinapis alba L.) a preirradiation with far-red light increases the effectiveness of a following irradiation with red light, whereas a preirradiation with red reduces the effectiveness of a following irradiation with far-red (Table 1). The amount of anthocyanin present 48 hours after the onset of the irradiation programme was taken as a gauge for the effectiveness of the irradiation with succedaneous red and far-red (and vice versa).In the present paper it is shown—using detailed kinetical studies (Fig. 1 and 2) —that a specific potentiating effect of the preceding far-red is not involved. The apparent effect is due to the fact that the preceding far-red eliminates the lag-phase for the following red (Fig. 1). — On the other hand, the depressing effect of red light preceding far-red is very real. This latter effect must be attributed to a loss of phytochrome.We demonstrate in the present paper that the effects of succedaneous red and far-red irradiations can be attributed altogether to phytochrome if several assumptions concerning the stability of phytochrome 730 (Hartmann, 1966; Wagner and Mohr, 1966) are made. These assumptions seem to be well justified. — In any case our kinetical studies have revealed no data which indicate that in red or far-red light we have to deal with anything else except phytochrome.

     

Cadaverin ist ein Zwischenprodukt der Biosynthese von Arthrobactin und Ferrioxamin E

Zusammenfassung Cadaverin wird mit einer höheren Ausbeute als Lysin in Arthrobactin von Arthrobacter pascens und Ferrioxamin E von Streptomyces glaucescens eingebaut. Von einem racemischen Lysingemisch kann nur das L-Isomere eingebaut werden. Die Aktivität der L-Lysindecarboxylase wurde in vivo und in vitro gemessen. Das Enzym ist durch Lysin nicht induzierbar und wird durch 5·10^-6 M Fe³⁺ vollständig reprimiert. Bei Klebsiella pneumoniae, dem Produzenten von Aerobactin, konnte nur eine geringfügige Lysindecarboxylase-Aktivität nachgewiesen werden.

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Cadaverin is an intermediate in the biosynthesis of arthrobactin and ferrioxamin E

Cadaverin was more readily incorporated than lysine into arthrobactin from Arthrobacter pascens and into ferrioxamin E from Streptomyces glaucescens. From a racemic mixture only the L-isomer of lysine is incorporated. The L-lysine decarboxylase activity was measured in vivo and in vitro. The enzyme from Arthrobacter pascens is not inducable by lysine and completely repressed by 5·10^-6 M Fe³⁺. In Klebsiella pneumoniae, the producer of aerobactin, only a very low activity of L-lysine decarboxylase was detected.

     

Die Aminosäuresequenz des DAP-haltigen Mureins von Lactobacillus plantarum und Lactobacillus inulinus

Zusammenfassung Von L. plantarum und L. inulinus wurden die Zellwände isoliert und durch Inkubation mit Trypsin gereinigt. Durch Extraktion mit TES und Formamid konnte das Murein (Peptidoglycan) bis zu rund 85% der Trockenmasse angereichert werden. Die Zellwände von L. plantarum enthielten rund 30% Teichonsäure des Ribit-Typs, die von L. inulinus waren frei von Teichonsäure.Im Hydrolysat der teichonsäurefreien Zellwände ergaben sich folgende aufbzw. abgerundete Molverhältnisse Mur: GlNH₂:Glu:DAPl-Alad-Ala=1:1:1:1:1:0,5. Außerdem waren 2 Mole Ammoniak enthalten, was das Vorliegen von Glu und DAP als Amide anzeigt. Die durch Hemmung mit d-Cycloserin angereicherte unvollständige Mureinvorstufe hatte ein Molverhältnis von UDP:Murl-Ala:Glu:DAP=1:1:1:1:1.Nach Dinitrophenylierung der Zellwand ließen sich rund 50% der gesamten DAP als mono-DNP-DAP nachweisen. Die Hydrazinolyse der Zellwand zum Nachweis C-terminaler Aminosäuren ergab 4% freies DAP und 0,8% freies Alanin.Durch die Analyse der in Partialhydrolysaten der Zellwand auftretenden Peptide konnte die folgende Aminosäuresequenz des an die Muraminsäure gebundenen Tetrapeptides bestimmt werden: l-Ala-d-Glu-l-Lys-d-Ala. Im Murein ist vermutlich nur etwa die Hälfte der Muraminsäure mit einem Tetrapeptid, die andere Hälfte mit einem Tripeptid, dessen d-Alanin fehlt, substituiert.Die Quervernetzung erfolgt zwischen der 2. Aminogruppe der DAP und der Carboxylgruppe des d-Alanins eines benachbarten Tetrapeptids.

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The amino acid sequence of the DAP-containing murein of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus inulinus

Summary Cell walls of L. plantarum and L. inulinus were isolated and purified by incubation with trypsin. After extraction with TCA and formamide, 85% of the dry weight consists of murein (peptidoglycan).The cell walls of L. plantarum contained about 30% teichoic acid (ribit-type), whereas no teichoic acid was present in the cell walls of L. inulinus.The quantitative determination of amino sugars and amino acids in the hydrolysate of the cell walls showed the following molar ratios: Mur: Gl-NH₂:Glu:DAP l-Alad-Ala=1:1:1:1:1:0.5. In addition, 2 mols of NH₃ were found per mol of glutamic acid, indicating, that DAP as well as glutamic acid are present as amides.The UDP-activated cell wall precursor which was accumulated by inhibiting the cells by d-cycloserine showed the following molar ratios: UDP:Murl-Ala: Glu:DAP=1:1:1:1:1.After dinitrophenylation and hydrolysation of the cell wall 50% of the DAP were present as mono-DNP-DAP. Hydrozinolysis of the cell wall yielded 4% free DAP and 0.8% free alanine. This shows that only a very small amount of these amino acids are C-terminal in the whole murein.The analysis of various peptides from acid partial hydrolysates of the cell wall indicates the following amino acid sequence of the tetrapeptides attached to muramic acid: l-Ala-d-Glu-meso-DAP-d-Ala. Only half of the muramic acid molecules are substituted by tetrapeptides, while the other half carries a tripeptide in which the terminal d-alanine is missing.The cross-linking of the muropeptides is achieved by a peptide-bond between the second amino group of DAP and the carboxylgroup of the d-alanine of an adjacent muropeptide.

     

Gibberellin-like activity in bleeding-sap of root systems ofHelianthus annuus detected by a new dwarf pea epicotyl assay and other methods

Summary Gibberellin-like activity was found to be present in bleeding-sap obtained from root systems ofHelianthus annuus. The presence of activity was detected with a newly described simple and sensitive dwarf pea epicotyl assay, and by the barley endosperm and dwarf maize (Zea mays) tests.The gibberellin-like substance, or substances, are acidic and ethyl acetate soluble, having anR _f value of 0.6–0.7 in paper chromatography with isopropyl alcohol: ammonia: water (1011 v/v).The quantity of gibberellin-like activity produced by the roots was estimated at approximately 0.05 g GA₃-equivalents/plant/day.Other evidence for gibberellin synthesis in roots is discussed, together with the possibility that shoot and root have significant inter-relationships with regard to the production and utilisation of other types of growth hormone.

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Zusammenfassung Am Blutungssaft des Wurzelsystems vonHelianthus annuus wurde ein gibberellinartiges Wirkungsvermögen festgestellt. Das Vorhandensein dieser Aktivität wurde mittels eines neubeschriebenen einfachen und empfindlichen Tests an Zwergerbsen-Epikotylen sowie mit dem Gerstenendosperm- und dem Zwergmais-Test entdeckt.Die gibberellinartigen Stoffe haben Säurecharakter und sind in Äthylacetat löslich. IhrR _f -Wert wurde papierchromatographisch mit Isopropanol: Ammoniak: Wasser=1011 v/v als Laufmittel zu 0,6–0,7 ermittelt.Das Maß der von der Wurzel produzierten gibberellinartigen Aktivität lag bei etwa 0,05 g GH₃-Äquivalenten pro Pflanze und Tag.Andere Hinweise auf eine Gibberellinsynthese in Wurzeln werden besprochen und ferner die Möglichkeit, daß in Sproß und Wurzel eine signifikante Wechselbeziehung hinsichtlich der Produktion und Verwendung anderer Wuchsstoffarten besteht.

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With 5 Figures in the Text     

Purification and characterization of the sunflower seed (Helianthus annuus L.) major aminopeptidase

The sunflower seed (Helianthus annuus L.) major peptidase was purified to molecular homogeneity. It is an 80 kDa enzyme with pI of 4.6 and optimal activity at pH 7.5–8.0 and 45–50°C. It is a thiol-dependent aminopeptidase hydrolyzing peptides in a step-by-step manner as cleaving after the N-terminal amino acid residue of the substrate. It requires substrate acyl parts with a free amino group in either α- or β-position and l-configuration of the adjacent carbon atom. The enzyme prefers amino acid residues with bulky hydrophobic side chains at P₁-position and its catalytic efficacy is affected by the structure of both P₁ and P₁′ parts of the substrate.     

Verwertung von Trimethylammoniumverbindungen durch Acinetobacter calcoaceticus

Zusammenfassung Die Verwertung von Carnitin und Carnitinderivaten (O-Acylcarnitine, Carnitincarboxyl-derivate) und strukturverwandten Trimethylammoniumverbindungen (Betaine und Stickstoffbasen) durch Acinetobacter calcoaceticus wurde anhand des Wachstums und des quantitativen Nachweises der Metabolite untersucht. Der Stamm wuchs auf l-Carnitin, l-O-Acylcarnitinen und -Butyrobetain als jeweils einziger C-Quelle. Der Verbrauch dieser Verbindungen und das Wachstum korrelierten mit der Spaltung der C-N-Bindung und mit dem gebildeten Trimethylamin. d-Carnitin wurde metabolisiert, wenn als zusätzliche C-Quelle l-Carnitin im Nährmedium vorhanden war, oder wenn die Bakterien mit l-oder dl-Carnitin vorinkubiert worden waren. Mit d-Carnitin als einziger C-Quelle wuchsen die Bakterien jedoch nicht. Die Bakterien oxidierten Cholin zu Glycinbetain in Gegenwart einer zusätzlichen C-Quelle, Glycinbetain selbst wurde nicht assimiliert. In Hinsicht auf den Abbau quaternärer Stickstoffverbindungen besitzt Acinetobacter calcoaceticus im Vergleich zu anderen Carnitin-verwertenden Bakterienarten einen für ihn charakteristischen Stoffwechselweg.

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Utilization of trimethylammonium-compounds by Acinetobacter calcoaceticus

The utilization of carnitine and carnitine derivatives (O-acylcarnitines, carnitine carboxylderivatives) and structure-related trimethylammonium-compounds (betaines and nitrogen-bases) by Acinetobacter calcoaceticus was studied by means of the control of growth and the quantitative detection of metabolites. The strain grew only on l-carnitine, l-O-acylcarnitines, and -butyrobetaine as the sole carbon sources. The utilization of these compounds and the growth correlated with the cleavage of the C-N bond and thereby with the formation of trimethylamine. d-Carnitine was metabolized, if an additional carbon source, like l-carnitine, was present in the incubation mixture, or if the bacteria were preincubated with l-or dl-carnitine, but no growth was observed on d-carnitine as the sole carbon source. The bacteria oxidized choline to glycinebetaine in the presence of additional carbon sources, glycinebetaine itself was not assimilated. With regard to the catabolism of quaternary nitrogen compounds Acinetobacter calcoaceticus shows a different pathway in comparison with other bacterial species metabolizing carnitine.

     

Untersuchungen zum Cytochrom-Oxydase-System aus anaerob im Licht und aerob im Dunkeln gewachsenen Zellen von Rhodopseudomonas capsulata

Zusammenfassung Das aerobe Oxydase-System aus aerob im Dunkeln und anaerob im Licht gewachsenen Zellen von Rps. capsulata wurde untersucht. Die aus Ultraschallextrakten durch 140 000 g-Zentrifugation gewonnen Partikelfraktion katalysiert die Oxydation von NADH, Succinat und reduziertem Cytochrom c (aus Pferdeherz). Die Oxydase-Aktivitäten der Partikel aus aerob im Dunkeln gewachsenen Zellen variieren von 0,10–0,38 mole O₂/min · mg Protein und sind im Durchschnitt 10mal höher als die Oxydase-Aktivitäten der Partikel aus anaerob im Licht gewachsenen Zellen. Die Partikel enthalten Cytochrom vom b-Typ und c-Typ. Cytochrom a konnte weder in den Partikeln aus anaerob im Licht noch in den Partikeln aus aerob im Dunkeln gewachsenen Zellen nachgewiesen werden. In den Partikeln aus aerob gewachsenen Zellen ist das Verhältnis Cytochrom b:Cytochrom c größer als in den Partikeln aus anaerob im Licht gewachsenen Zellen. Die Cytochromoxydase reagiert mit Cytochrom c (aus Pferdeherz), DCPIP und TMPD. Die entsprechenden k _m -Werte betragen 5 · 10^-5 m, 1,5 · 10^-4 m und 2 · 10^-4 m. Die Cytochromoxydase hat ein breites pH-Optimum zwischen pH 8,5 und 9,5. Sättigung der Oxydase mit O₂ tritt erst bei einem Partialdruck von 15 bis 20% O₂ ein. Die Oxydase wird durch KCN und NaN₃ (50% Hemmung bei 10^-5 m), nicht aber durch CO gehemmt. Die Partikel aus aerob im Dunkeln und anaerob im Licht gewachsenen Zellen katalysieren eine mit der Succinat-Oxydation einhergehende Phosphorylierung von ADP mit P/O-Werten von maximal 0,3.

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Studies on the cytochrome oxidase system of ligh-anaerobically and dark-aerobically grown cells of Rhodopseudomonas capsulata

Summary The aerobic oxidase-system from dark-aerobically and light-anaerobically grown Rps. capsulata was investigated. The particulate fraction sedimented from ultrasonic extracts by 140,000 g-centrifugation, catalyzed the oxidation of NADH, succinate and reduced cytochrome c (horse heart). The oxidase activities of the particles from dark-aerobically grown cells were in the range of 0.10–0.38 moles O₂/min x mg protein and were usually ten times as high as the oxidase activities from light-grown cells. The particles contain cytochromes of b-type and c-type. Cytochrome of a-type could be detected neither in the particles from light-grown nor in the particles from dark-grown cells. The highest values of the relation between cytochrome b and cytochrome c were found in the particles from darkaerobically grown cells. The cytochrome oxidase reacts with cytochrome c (horse heart), DCPIP and TMPD. The k _m -values are 5×10^-5 m, 1.5×10^-4 m, or 2×10^-4 m, respectively. The cytochrome oxidase exhibits a broad pH-optimum in the range of pH 8.5–9.5. Saturation of the oxidase with O₂ is observed at a partial pressure of 15–20% O₂. The oxidase is inhibited by KCN and NaN₃ (half inhibition at 10^-5 m), but not by CO. The particles from dark-aerobically and light-anaerobically grown cells catalyze phosphorylation of ADP in the dark coupled to the oxidation of succinate with maximum P/O-values of 0.3.

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Abkürzungen ADP Adenosindiphosphat - ATP Adenosintriphosphat - BChl Bacteriochlorophyll - CCCP Carbonylcyanid-m-chlorphenylhydrazon - DCPIP 2,6-Dichlorphenolindophenol - DNP 2,4-Dinitrophenol - NAD(P) Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid(phosphat) - NAD(P)H reduziertes NAD(P) - R. Rhodospirillum - Rps. Rhodopseudomonas - TMPD N-Tetramethyl-p-phenylendiamin     

Root exudates from sunflower (Helianthus annuus L.) show a strong adsorption ability toward Cd(II)

Abstract

Cd(II) adsorption of root exudates from sunflower (Helianthus annuus L.) seedling was investigated by Cd ion-selective electrode, Fourier Transform Infrared spectroscopy, and fluorescence spectroscopy. Root exudates from Helianthus annuus L. had strong adsorption ability toward Cd(II). The adsorption process was pH-dependent and the maximum adsorption capacity, 150.8 mg g^?1, was observed at pH 7.0. Root exudates had pK _a1 at 4.7 for carboxyl and pK _a2 at 9.2 for phenolic, and amino groups. The aliphatic and aromatic (C?H) groups, amide III group, and the C (=O)?O and sulfonate groups were responsible for Cd(II) adsorption. The excitation emission matrix fluorescence spectroscopy showed protein-like substances participated in Cd adsorption and formed strong complexes, with conditional stability constants of 4.70 and 4.32, which is a little lower than that determined by potentiometric methods, 5.13. The strong Cd complexing ability of root exudates implies that root exudates may significantly affect mobility, toxicity, and phytoavailability of Cd. Cd binding of root exudates may be attributed to its interaction with the proteins, polysaccharides, and phenolic compounds in root exudates.     

Effect of root formation on 14C-glycine uptake and incorporation into protein by attached and excised cotyledons of Helianthus annuus

Root formation was found to extend the life-span of excised cotyledons of Helianthus annuus L. markedly. Excised cotyledons of 12-day-old plants attained longer life-span, higher root number and total root length than cotyledons excised before or after 12 days. Protein content of attached cotyledons reached a maximum level 12 days after the commencement of germination followed by a decrease. Cotyledons excised 8 days after sowing showed maximum level of protein content 44 days after excision followed by a decrease. The increase was correlated with the full development of roots. The incorporation of ¹⁴C-glycine into protein followed a pattern similar to the protein content, both in attached and detached cotyledons.