Über melaninbildende Stämme von Pseudomonas aeruginosa

Zusammenfassung Der Tyrosinstoffwechsel von 12 auf Peptonagar Melanin bildenden und 15 melaninfreien Kontrollstämmen der Species Pseudomonas aeruginosa wird untersucht. Es wird ein tyrosinfreies Ammoniumgluconat-Medium angegeben, auf dem bei gutem Wachstum aller Stämme keine Melaninbildung erfolgt. Ein Zusatz von Tyrosin oder seinen Precursoren gestattet eine deutliche Unterscheidung der Melaninbildner von den melaninfreien Stämmen innerhalb 16 Std. Die Melaninbildung wird durch Tyrosinasehemmer wie KCN, Na₂S, Natriumdiäthyldithiocarbaminat usw. nicht beeinflußt. DOPA und DOPA chrom ließen sich in den Kulturextrakten nicht nachweisen. Es besteht keine Identität zwischen dem braunen Pigment und authentischem DOPA-Melanin. Sämtliche Melaninbildner zeigen eine Akkumulation von Homogentisinsäure mit nachfolgender Entwicklung eines anfangs roten, später braunen Pigmentes, während die melaninfreien Stämme keine Homogentisinsäure in nachweisbaren Mengen anhäufen. Unterbindet man die Melaninproduktion durch Anzüchtung der Keime auf tyrosinfreien Medien, so kommt es namentlich bei Zusatz von l-Tryptophan zu der für Pseudomonas aeruginosa typischen Anreicherung des Geruchsstoffes o-Aminoacetophenon und 4-Methylchinazolin. Die Hemmung des Chinazolinweges bei den Melaninbildnern wird mit der Tryptophanpyrrolase-Hemmung durch Hydrochinon verglichen.Die melaninbildenden Stämme der Species Pseudomonas aeruginosa sind nicht als tyrosinasehaltige Varianten aufzufassen, sondern als Verlustmutanten mit dem genetisch bedingten Defekt der Homogentisicase, ein Analogiefall zur Alkaptonurie.

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Melanin-forming strains of pseudomonas aeruginosa

Summary Studies are performed on tyrosine metabolism of 12 melaninforming and 15 melanin-free strains of Pseudomonas aeruginosa grown on pepton agar. Melanin production does not occur in tyrosineless ammoniumgluconate medium. Addition of tyrosine or its precursors to this basis-medium allowed to distinguish between the melanin-forming and melanin-free strains within 16 hours. Inhibitors of tyrosinase such as KCN, Na₂S, sodium-diethyl-dithiocarbaminate etc. are proved to be without influence on the pigment production. DOPA and DOPA-chrome are not present in the culture extracts. There is no identity between the isolated brown pigment and authentic DOPA-melanin. All melanin-forming strains are found to be remarkable by accumulating homogentisic acid followed by developing a red, later brown pigment, whereas the melanin-free strains do not concentrate homogentisic acid in detectable amounts. Preventing the melanin formation by growth on the tyrosineless basis-medium with addition of l-tryptophan the quinazoline pathway is employed again, which had been found inhibited during simultaneously occuring production of the brown pigment. Probably this effect may be caused by accumulated homogentisic acid similar to the inhibition of tryptophan-pyrrolase by hydroquinone.The melanin-forming strains of the species Pseudomonas aeruginosa are not regarded as variants containing a tyrosinase but as mutants with a genetic defect of homogentisicase in analogy to the alcaptonuria in metabolic diseases of men.

     

Der Abbau von phenolischen Substanzen durch Aspergillus niger

Zusammenfassung Es wurde gezeigt, daß Aspergillus niger XLI A ₁ mit Gallussäure, Pyrogallol, Resorcin oder Hydrochinon als einziger Kohlenstoffquelle wachsen kann. Nach Arsenithemmung konnte aus den Resorcin- und Hydrochinonkulturen Lävulinsäure-2,4-Dinitrophenylhydrazon isoliert werden, das vermutlich aus -Ketoadipinsäure entstanden war. Der Abbaumechanismus der phenolischen Substanzen durch Aspergillus niger wird diskutiert.     

Über den Geruchsstoff von Pseudomonas aeruginosa

Zusammenfassung Der Geruchsstoff von Pseudomonas aeruginosa ist identisch mit ortho-Aminoacetophenon. Er läßt sich in Papierchromatogrammen des Äther-oder Chloroformextraktes der Kulturen an der blauen Fluorescenz im UV-Licht erkennen und nach Besprühen mit p-Dimethylaminobenzaldehyd als orangegelb gefärbte Schiffsche Base sichtbar machen. Sämtliche untersuchten Stämme von Pseudomonas aeruginosa bilden diesen Stoff, wenn auch in unterschiedlicher Menge. Kontrolluntersuchungen an Pseudomonas fluorescens-, Aeromonas- und Enterobacter-Stämmen führten zu negativen Ergebnissen.

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Summary The odorous substance of Pseudomonas aeruginosa is proved to be identical with 2-Aminoacetophenone. Developed from paper chromatograms of the ether- and chloroform-extracts from culture material it is characterized by the blue fluorescence in ultra-violet light and the orange-yellow coloured Azomethine after spraying with p-dimethylaminobenzaldehyde. All strains of Pseudomonas aeruginosa being tested contained this substance although in different yields. Control determinations in strains of Pseudomonas fluorescens, Aeromonas hydrophila and Enterobacter aerogenes led to negative results.

     

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.

     

Kompartimentbildungen in Hungerzellen von Saccharomyces cerevisiae

Zusammenfassung Der Einfluß einer 48stündigen Aushungerung in Wasser auf die Feinstrucktur von Saccharomyces cerevisiae wird untersucht. Zellen aus der exponentiellen Vermehrungsphase zeigten danach die auffälligsten Veränderungen: Neben Strukturbesonderheiten bereits bekannter Art fallen mehr oder weniger komplexe Kompartimente und myelinartige Gebilde auf, die in ihrer Lokalisierung und Feinstruktur Parallelen zu Mesosomen, Lomasomen sowie Vacuolen aufweisen. Ihre Entstehung wird als Folge einer durch die extreme Aushungerung bedingten, reversiblen Entdifferenzierung gedeutet. Ihre Funktion wird im Zusammenhang mit der zum Überleben notwendigen Aktivierung von Abbauprozessen diskutiert.

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Formation of compartments in starved cells of Saccharomyces cerevisiae

Summary The influence of a 48 hour starvation on the fine structure of Saccharomyces cerevisiae was investigated. The most prominent structural changes were observed when cells from an exponentially growing culture were treated: Besides some already known particularities, the most conspicious features were more or less complex compartments and myelin-like bodies. Their localization and fine structure show some parallels to mesosomes, lomasomes as well as vacuoles.The development of the various kinds of compartments is regarded as a consequence of a reversible loss of differentiation produced by the extreme starvation. Their physiological function is discussed in relation to the activated degradation processes, necessary for survival.

     

Chinazolinderivate bei Pseudomonaden

Zusammenfassung Das bei Pseudomonas aeruginosa vorkommende 2-Aminoacetophenon steht im Stoffwechselzusammenhang mit verschiedenen Derivaten des 4-Methylchinazolins. In gereinigten Chloroformextrakten aus Plattenkulturen von Pseudomonas aeruginosa wurden im Vergleich mit synthetischen Eichsubstanzen die betreffenden Substrate durch Papierchromatographie lokalisiert und ihre Identität anhand von Derivatchromatogrammen gesichert. Folgende Verbindungen wurden identifiziert: 4-Methylchinazolin, 2,4-Dimethylchinazolin, 4-Methyl-2-äthylchinazolin, 4-Methylchinazolin-2-carbinol und 4-Methylchinazolin-2-carbonamid. Ferner gelang im Chloroformextrakt von Sarcina lutea der Nachweis von N-Formylaminoacetophenon.Durch Versuche mit ¹⁴C-Methylen-markiertem l-Tryptophan wird gesichert, daß ein neuer Abbauweg des Tryptophans über das N-Formylkynurenin besteht und weiter über N-Formylaminoacetophenon zu 4-Methylchinazolin und freiem 2-Aminoacetophenon, das nach Reacylierung und Cyclisierung mit Ammoniak die übrigen Derivate des 4-Methylchinazolins liefert. Zu den bisher bei Pseudomonaden bekannten Tryptophanabbauwegen, dem Aromatischen Weg über die Anthranilsäure und dem Chinolinweg über die Kynurensäure, kommt noch ein dritter hinzu, der als Chinazolinweg bezeichnet wird.     

Verwertung von Cytosin und Uracil durch Hydrogenomonas facilis und Hydrogenomonas H 16

Zusammenfassung Hydrogenomonas facilis verwertet Thymin, Cytosin und Uracil als N-Quelle, Hydrogenomonas H 16 dagegen nur Cytosin. Durch Hydrogenomonas facilis wird Cytosin vollständig abgebaut, durch Hydrogenomonas H 16 lediglich desaminiert, wobei das entstehende Uracil in der Nährlösung angehäuft wird.In zellfreien Extrakten aus Hydrogenomonas H 16, die mit Cytosin als einziger N-Quelle gewachsen waren, wurde Cytosindesaminase-Aktivität im gekoppelten enzymatischen Test nachgewiesen, wobei Glutaminsäuredehydrogenase als Hilfsenzym diente. Mit Ammoniumchlorid herangezogene Zellen zeigten während der Indubation in Cytosin-haltigem Medium einen 18fachen Anstieg der spezifischen Cytosindesaminase-Aktivität.

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Utilisation of cytosine and uracil by Hydrogenomonas facilis and Hydrogenomonas H 16

Summary Hydrogenomonas facilis utilizes thymine, cytosine, and uracil as nitrogen sources; Hydrogenomonas H 16, however, only cytosine. Cytosine is completely metabolised by Hydrogenomonas facilis, but is only deaminated by Hydrogenomonas H 16 and the resulting uracil accumulates in the culture medium.Cytosine deaminase activity was demonstrated in cell-free preparations from Hydrogenomonas H 16 which had been grown with cytosine as the sole nitrogen source. Enzyme activity was measured using a coupled enzyme assay in which glutamic acid dehydrogenase served as an accesory enzyme. An 18-fold increase in cytosine deaminase activity was observed in ammonia-grown cells during the incubation in a cytosine containing medium.

     

Zur Feinstruktur der Maxillarnephridien von Scutigerella immaculata Newport (Symphyla,Myriapoda)

Zusammenfassung Die Feinstruktur der Maxillarnephridien von Scutigerella immaculata Newport mit ihren drei Abschnitten Sacculus, Tubulus und Ausführgang wurde untersucht. Die Zellen des Sacculus sind typische Podocyten, an denen eine Ultrafiltration ablaufen kann. Möglicherweise wird die Filtration durch einen den Sacculus umgebenden Muskel unterstützt. Die Zellen des Tubulus zeigen basale Einfaltungen und im proximalen Teil auch Mikrovilli. Sowohl im Tubulus als auch im Ausführgang, dessen Zellen ebenfalls basale Einfaltungen aufweisen, werden Reabsorptionsprozesse vermutet.

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The fine structure of the maxillary kidney of the garden centipede, Scutigerella immaculata Newport (Symphyla, Myriapoda)

Summary The fine structure of the maxillary kidney of Scutigerella immaculata Newport (Symphyla) has been investigated. It may be compared with segmental organs of other Arthropoda having an end-sac which forms a primary urine by ultrafiltration. The filtration may be supported by a muscle surrounding the end-sac. The tubular part of the nephridium and the efferent duct show structures which may be involved in reabsorption.

     

Untersuchungen zur Ultrastruktur der Choanocyte von Ephydatia fluviatilis L.

Zusammenfassung Aufgrund elektronenmikroskopischer Befunde wird die Morphologie der Choanocyten des Süßwasserschwammes Ephydatia fluviatilis beschrieben. Die Choanocyte besteht aus Zelleib, Geißel und Kragen. Der Zelleib ist gekennzeichnet durch einzelne Zisternen des endoplasmatischen Reticulums, die der basalen und zum Teil der lateralen Zellmembran parallel anliegen. Die kontraktilen Vakuolen der Choanocyten entleeren ihren Inhalt in das Lumen der Geißelkammer. In einigen Choanocyten kann senkrecht zum Basalkörper ein Procentriol nachgewiesen werden. Die Geißel zeichnet sich durch Plasmaleisten und Fahnen aus. Die den Kragen aufbauenden etwa 35 Fibrillen werden als Mikrovilli gedeutet. Vereinzelt tritt an der Basis des Kragens ein Faltenmuster auf.

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Ultrastructure of choanocytes in Ephydatia fluviatilis L.

Summary The morphology of the choanocytes of the freshwater sponge, Ephydatia fluviatilis, is described on the basis of electron microscope studies. The cell body of the choanocytes bears a cilium and a collar. In the cell body characteristic single cisternae of the endoplasmic reticulum are found in juxtaposition with the basal and lateral plasmalemmata. The contractile vacuoles extrude their contents into the lumen surrounded by the collar chamber. In some choanocytes a procentriole is found in addition to the typical basal body. The cilium of the choanocytes is characterized by cytoplasmic crests and thread-like extensions. The collar is formed by approximately 35 microvilli which show a peculiar arrangement. Occasionally, the basis of the collar displays cytoplasmic folds.

Die Arbeit wurde teilweise mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Growth responses of larvae of the rice stem borer to rice plants treated with 2,4-D

Summary Growth response of rice stem borer larvae to rice plants treated with 2,4-D was investigated. In greenhouse rearing experiments, growth of the larvae was improved when they fed on 2,4-D treated plants. In aseptic rearing experiments, the larvae also grew better on stems of rice plants treated during growth with 2,4-D than on untreated stems. On the other hand, larval growth was not improved by addition of 2,4-D to a diet of sterilized rice stems. The nitrogen content of the 2,4-D treated plant is higher than that of the untreated plant. Because of the importance of nitrogenous compounds for larval growth, the improved growth on 2,4-D treated plants was apparently caused by the increased nitrogen content of the plants, and not as a direct effect of 2,4-D itself.Apparently the increased infestation of rice stem borer larvae on rice plants treated with 2,4-D arises because of the ability of such plants to support good larval growth.

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Zusammenfassung Es wurden die Wachstumsreaktionen vonChilo suppressalis-Larven auf Reispflanzen untersucht, die mit 2,4-D behandelt worden waren. In Gewächshausaufzuchten verbesserte sich das Wachstum der Raupen, wenn sie mit 2,4-D-behandelten Pflanzen ernährt wurden. Auch in aseptischen Zuchtversuchen wuchsen die Larven besser an Halmen von Reispflanzen, die während des Aufwuchses mit 2,4-D behandelt worden waren, als an unbehandelten Stengeln. Andererseits wurde das larvale Wachstum durch Hinzufügen von 2,4-D zu einer Diät sterilisierter Reishalme nicht verbessert. Der Stickstoffgehalt der mit 2,4-D behandelten Pflanzen ist höher als der unbehandelter. In Anbetracht der Bedeutung stickstoffhaltiger Verbindungen für die Raupenernährung wird die Wachstumssteigerung auf 2,4-D-behandelten Pflanzen offensichtlich durch den erhöhten Stickstoffgehalt der Pflanzen verursacht und nicht durch eine direkte Wirkung des 2,4-D selbst.Der erhöhte Befall 2,4-D-behandelter Pflanzen durchChilo suppressalis beruht offensichtlich auf der Fähigkeit solcher Pflanzen, gutes Raupenwachstum zu unterstützen.

     

Entwicklungsgeschichtliche Untersuchung der Blattnervatur von Helleborus foetidus

Unter den zahlreichen Wissenschaftlern, die sich mit verschiedenen Nervatursystemen in Blättern auseinandergesetzt haben, weisen Prantl (1883), Goebel (1922) und auch Troll (1939) auf eine Beziehung zwischen dem Nervaturverlauf und der zur Zeit ihrer Anlegung im Blatt vorherrschenden Wachstumsrichtung bzw. Wachstumsverteilung hin. Für diese entwicklungsgeschichtliche Studie diente das Blatt von Helleborus foetidus, dessen Morphogenese durch die Arbeiten von Schrödinger (1914), Troll (1935), Hagemann (1970) und Kürbs (1973) bekannt ist. Das Fiederblatt gehört dem basipetalpedaten Typ an. Das adulte Nervatursystem setzt sich aus einem Grundgerüst zusammen, das im Zusammenhang mit Wachstumsschwerpunkten in der Blattanlage — von Hagemann als Attraktionszentren bezeichnet — angelegt wird und durch Wachstumsrichtungen im Blatt verformt wird. Es wird ständig durch zusätzliche Verbindungen ergänzt, die das Muster verdichten, wo es durch Flächenwachstum gedehnt wird. Die dabei wirksamen Mechanismen werden diskutiert.     

Enzyme der Elektronentransportpartikel aus Rhodospirillum rubrum: Eigenschaften von NADH- und Succinat-Cytochrom c-Reduktase

Zusammenfassung Es werden einige Eigenschaften von NADH- und Succinat-Cytochrom c-Reduktase aus R. rubrum beschrieben. Beide Aktivitäten sind ausschließlich in der durch Ultrazentrifugation erhaltenen Partikelfraktion lokalisiert. Aerob im Dunkeln und anaerob im Licht gezüchtete Zellen zeigen keine Unterschiede in ihren spezifischen Aktivitäten.Das Optimum der Reaktion liegt für beide Aktivitäten bei 8,3; das von Succinatdehydrogenase bei 7,7. K _Mfür NADH ist 7,1·10^-6 m, für succinat 1,1·10^-4 m. NADPH wird nicht umgesetzt. Die Partikel zeigen unterschiedliche Affinität zum Elektronenacceptor Cytochrom c. K _Mfür Cytochrom c bei NADH 9,5·10^-6 m, bei Succinat 4,5·10^-6 m.NADH-Cytochrom c-Reduktase wird durch Verdünnung inaktiviert. Durch Serumalbumin kann das Enzym nur begrenzt geschützt werden. Das Substrat und der Acceptor sind wirkungslos.Succinat und Fumarat, jedoch nicht Malonat inaktivieren Succinat-Cytochrom c-Reduktase, wenn das Enzym in verdünntem Zustand vorliegt. Die beiden Substanzen zeigen unterschiedliche Inaktivierungskinetik. Serumalbumin bewirkt hier weitgehenden Schutz des Enzyms.Succinat-Cytochrom c-Reduktase wird durch Phosphat aktiviert.NADH- und Succinat-Cytochrom c-Reduktase werden durch steigende Phosphatkonzentrationen verschieden stark gehemmt.Detergentien (Triton X-100) inaktivieren beide Aktivitäten; NADH-Cytochrom c-Reduktase ist sehr viel empfindlicher als die Succinat-oxydierende Aktivität.Inhibitoren des Elektronentransports wirken auf beide Aktivitäten. NADH-Cytochrom c-Reduktase wird besonders durch Rotenon stark gehemmt.Succinat-Cytochrom c-Reduktase wird durch Malonat, Fumarat und durch Oxalacetat gehemmt. Oxalacetat ist bei R. rubrum ein sehr starker Inhibitor.

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Enzymes of the electron transport particles of Rhodospirillum rubrum: Properties of NADH- and succinate-cytochrome c-reductase

Summary Some properties of NADH- and succinate-cytochrome c-reductase from R. rubrum are described. Both activities are predominantly located in the particlefraction obtained by ultracentrifugation. No differencies in specific activities of the enzymes are observed between aerobic darkgrown and anaerobic lightgrown cells.The optimum pH of both reactions is at 8,3, the optimum for Succinicdehydrogenase at 7.7. K _M for NADH is 7.1×10^-6 m, for succinate 1.1×10^-4 m. NADPH is not oxidized. The particles also show different affinities for the electronacceptor cytochrome c. K _Mfor cytochrome c with NADH 9.5×10^-6 m and with succinate 4.5×10^-6 m.NADH-cytochrome c-reductase is inactivated by dilution. Serumalbumine can protect the activity to a limited extent. Substrate and acceptor are without effect.Succinate and fumarate but not malonate inactivate succinate-cytochrome c-reductase, when the enzyme is in a diluted form. Succinate and fumarate exhibit different kinetics of inactivation. There is a large protection by serumalbumine against the inactivation.Succinate-cytochrome c-reductase is activated by phosphate.Increasing concentrations of phosphate inhibit NADH- and succinate-cytochrome c-reductase to a different degree.The activities also show different sensitivities to inactivation by treatment with detergents (Triton X-100), NADH-cytochrome c-reductase being much more sensitive than succinate-cytochrome c-reductase.Inhibition of both activities by inhibitors of the electron transport chain is observed, notably a strong inhibition of the NADH-enzyme by low concentrations of rotenone.Succinate-cytochrome c-reductase is inhibited by malonate, fumarate and also by oxalacetate. In R. rubrum the latter substance is a potent inhibitor.

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Verwendete Abkürzungen NADH reduziertes Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid - DCPIP 2,6-Dichlorphenol-indophenol     

Genetische Mosaike in der M 2 bei Oenothera hookeri nach Behandlung mit Meterwellen

Zusammenfassung In der M₂ nach mutagener Behandlung von Pollen und Pflanzen von Oenothera hookeri traten morphologische Chimären auf, die sich als genetische Mosaike erwiesen. Es handelt sich um Abweichungen von Blattform und Blattfarbe. Die abweichenden Sektoren der Pflanzen erwiesen sich durch die Spaltung in der Nachkommenschaft als heterozygot für eine Mutation. Die Mutanten werden beschrieben. Die Mosaikpflanzen lassen Rückschlüsse zu auf die Wachsturnsordnung im Vegetationskegel und bei der Blattbildung. Das verspätete Auftreten der Mutationen wird interpretiert als eine durch die mutagene Behandlung ausgelöste genetische Labilität, die in der M₃ abgeklungen ist.

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Genetic mosaics in the second generation of Oenothera hookeri after treatment with radiowaves

Summary Morphological mosaic plants were observed in the second generation after a mutagenic treatment of pollen and plants of Oenothera hookeri. The abnormal parts showed differences in colour or form of the leaves. The progeny of the normal parts were normal, the abnormal sectors gave rise to several mutants. This proved the plants to be genetic mosaics. The mutants are described. The mosaics lead to conclusions about the growth in the apex and the leaf primordium. The delay in the occurrence of the mutations is interpreted as a genetic lability after the mutagenic treatment.

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Angenommen durch W. Seyffert     

Anreicherung von Morphogenetischen Substanzen in Lichtpflanzen von Acetabularia Mediterranea Unter dem Einfluss von Puromycin

Zusammenfassung Unter dem Einfluß von Puromycin, das spezifisch aber reversibel die Proteinsynthese blockiert, erfolgt in belichteten kernhaltigen Pflanzenteilen von Acetabularia mediterranea eine Anreicherung morphogenetischer Substanzen. Wie Transplantationsversuche zwischen A. mediterranea und A. crenulata zeigen, betrifft diese Anreicherung sowohl die artspezifischen als auch die nichtartspezifischen morphogenetischen Substanzen. Die Anreicherung wird durch Actinomycin stark gehemmt.Es wird diskutiert, welche Schlußfolgerungen daraus für die Natur der artspezifischen morphogenetischen Substanzen gezogen werden können.

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Accumulation of morphogenetic substances in plants of Acetabularia mediterranea in light under the influence of puromycin

Summary Morphogenetic substances are accumulated in nucleated parts of the alga Acetabularia mediterranea in light, if they are treated with puromycin, which inhibits specifically but reversibel protein synthesis. Transplantation experiments between A. mediterranea and A. crenulata show, that there was an accumulation of both species specific morphogenetic substances and also of nonspecies specific ones. This accumulation is strongly inhibited if the parts are treated with actinomycin together with puromycin.The conclusions, which can be drawn from these results for the nature of the species specific substances, are discussed.

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Mit 4 Textabbildungen     

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.

     

Das Verhalten von Nitratreductase,Nitritreductase, Hydrogenase und anderen Enzymen von Ankistrodesmus braunii bei Stickstoffmangel

Zusammenfassung Bei der N-Verarmung von Ankistrodesmus braunii wurde eine intracelluläre Bildung von Nitrit und Nitrat durch heterotrophe Nitrifikation festgestellt, die charakteristisch für den beginnenden N-Mangel ist. Damit wird die hohe Nitrat- und Nitritreductaseaktivität bei N-Mangelalgen verständlich.Die Hydrogenase ist auch bei N-verarmten Algen aktiv, doch kann Nitrit nicht mehr als H-Acceptor verwendet werden. Die Aktivierung des Enzyms ist energieabhängig und durch Antibiotica (Actinomycin C, Puromycin, Gentamycin) hemmbar. Offenbar findet während der Inkubation mit Wasserstoff eine Proteinsynthese statt.Zum Vergleich wurde das Verhalten einiger anderer Enzyme [Glucose-6-phosphat-dehydrogenase, NAD(P)-Reductase, Glyoxylat-reductase, Katalase, Malat-dehydrogenase, Glutamat-dehydrogenase, Isocitratase] bei N-Mangel untersucht.

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Nitrate reductase, nitrite reductase, hydrogenase, and other enzymes in nitrogen-deficient Ankistrodesmus braunii

Summary An oxidation of organic nitrogen compounds leading to an intracellular formation of nitrite and nitrate (heterotrophic nitrification) was found in nitrogen-deficient Ankistrodesmus braunii. This explains the rather high levels of nitrate and nitrite reductases observed in algae after the supply of nitrogen has been exhausted.Hydrogenase is active also in nitrogen-deficient algae which, however, can no longer use nitrite as an acceptor for hydrogen. The activation of hydrogenase is energy-dependent and can be inhibited by means of antibiotics (actinomycin C, puromycin, and gentamycin). Protein synthesis seems to take place during incubation under hydrogen.For comparison, several other enzymes [glucose-6-phosphate dehydrogenase, NAD(P) reductase, glyoxylate reductase, catalase, malate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, and isocitratase) were studied in nitrogen-deficient cells.

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Verwendete Abkürzungen G-6-P-DH Glucose-6-phosphat-dehydrogenase - M-DH Malat-dehydrogenase - Glu-DH Glutamat-dehydrogenase - NAD(P)-R Nicotinamid-adenin-dinucleotid(phosphat)-reductase - CCCP Carbonylcyanid-mchlorophenylhydrazon - DNP 2,4-Dinitrophenol - MB Methylenblau     

Neuere Untersuchungen über die Einflüsse von verschiedenen Herbiziden auf den pflanzlichen Stoffwechsel

• 1 . Zur Charakterisierung des Einflusses von 2,4-D auf empfindliche und tolerante Pflanzen wird sowohl die 2,4-D-Resistenz als auch die Hitzeresistenz von Flächenschnitten herangezogen
• 2 . Es konnte ein Zusammenhang zwischen Herbizidresistenz und dem Kohlehydrathaushalt bzw. dem Proteinstoffwechsel der Pflanzen gefunden werden
• 3 . Die morphogenetische Wirkung von Atrazin auf die Infloreszenz von Zea mays wird durch einen Einfluß des Herbizids auf den Wuchsstoffmetabolismus zu erklären versucht. Der Kontrollversuch bringt auch tatsächlich ein gefördertes Streckungswachstum von verschiedenen Keimlingen
• 4 . Es wird besonders auf die Brauchbarkeit von Herbiziden für die Grundlagenforschung hingewiesen, insbesondere auf die des Atrazin bei Lichtatmungsuntersuchungen

     

Die Chromosomenzahlen in den Nachkommenschaften von pentaploiden Pflanzen der Sektion Corollinae der Gattung Beta

Zusammenfassung In den Nachkommenschaften von isoliert abgeblühten pentaploiden Pflanzen der Sektion Corollinae der Gattung Beta wurden, mit einer einzigen oktoploiden Ausnahme, die möglicherweise auf ungenügende Isolierung zurückzuführen ist, nur pentaploide Pflanzen gefunden, während dieselben pentaploiden Mutterpflanzen nach freiem Abblühen in ihren Nachkommenschaften neben einem überwiegenden Anteil von pentaploiden Pflanzen auch hepta- und oktoploide Pflanzen ergaben. Es wird daraus geschlossen, daß bei pentaploiden Pflanzen neben überwiegend apomiktischer Fortpflanzung auch eine Befruchtung unreduzierter Eizellen, in unserem Fall durch Pollen benachbarter tetra- und hexaploider Pflanzen, vorkommt. Es wird angenommen, daß pentaploide Pflanzen durch die Befruchtung unreduzierter Eizellen tetraploider Pflanzen durch Pollen der diploiden Beta lomatogona entstanden sind.

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Chromosome numbers in the progenies of pentaploid plants in the section Corollinae of Beta

Summary In progenies of isolated pentaploid plants of the section Corollinae of Beta pentaploids only have been found, with the exception of one octoploid plant which may have arisen due to insufficient isolation. After open pollination, the same pentaploid mother plants showed, in their progenies, hepta- and octoploid plants besides the more common pentaploids. It is concluded that in pentaploids fertilization of unreduced egg cells occurs in addition to the more common apomictic propagation. In our example the pollen is that of neighbouring tetra- and hexaploid plants. It is suggested that pentaploids arose by fertilization of unreduced egg cells of tetraploids by pollen of diploid Beta lomatogona.

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Herrn Professor Dr. Edgar Knapp, Direktor des Max-Planck-Instituts für Pflanzengenetik, danke ich bestens für seine großzügige Hilfe und Unterstützung bei der Durchführung der Arbeit und bei der Fertigstellung des Manuskripts.     

Widersprüchliche Ergebnisse bei der Bestimmung des Endopolyploidiegrads von Zuckerrüben durch Auslösung von Mitosen

Zusammenfassung In ausdifferenzierten Rindenzellen von Keimwurzeln diploider, triploider und tetraploider Zuckerrüben (Beta vulgaris L.) wurden durch Verletzung oder Applikation von 2,4-D Mitosen induziert. Die Chromosomen wurden nach 24, 36 und 48 Std gezählt. Der scheinbare mittlere Endopolyploidiegrad war nach Verletzung erheblich kleiner als nach Verwendung von 2,4-D. Die höchsten mittleren Endopolyploidiegrade wurden nach 24 Std bei Triploiden und nach 36 und 48 Std bei Diploiden bzw. Tetraploiden beobachtet. Durch künstliche Auslösung von Mitosen erhält man weder richtige Absolutwerte des mittleren Endopolyploidiegrads einer Population von gleichartigen Pflanzen oder Zellen noch auch nur zuverlässige Relativwerte für Vergleiche zwischen Zuckerrüben verschiedener meristematischer Ploidiestufen.

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Summary In fully differentiated cortex cells of seed roots of diploid, triploid and tetraploid sugar beets (Beta vulgaris L.) mitoses were induced by wounding or application of 2,4-D. Chromosomes were counted after 24, 36, and 48 hours. The apparent mean level of endopolyploidy was considerably lower after wounding (Tab. 2) than after application of 2,4-D (Tab. 1). The highest mean levels of endopolyploidy were found after 24 hours with triploids, and after 36 and 48 hours with diploids resp. tetraploids. By means of artificial induction of mitoses no correct absolute values are obtained for the mean level of endopolyploidy of a population of comparable plants or cells, and even no reliable relative values are produced for comparisons between sugar beets of different meristematic levels of ploidy.

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Herrn Prof. Dr. E. Knapp und den Mitarbeitern am Rosenhof danken wir für wertvolle Diskussionen.     

Zur Reizwirksamkeit von Monosacchariden bei der Fliege Phormia terraenovae

Zusammenfassung Verschiedene Monosaccharide (Tabelle 1) wurden durch Berühren der Tarsen hungriger Fliegen und Beobachten der Rüsselreaktion auf ihre Reizwirksamkeit geprüft. Diese wird zur Konformation der Zucker in Beziehung gesetzt.Nach der vorgeschlagenen Hypothese werden Monosaccharide mit C1-Konformation am Glucose-(d.h. C1-)Bindungsort, die in 1C-Konformation vorliegenden am Fructose-(d.h. 1C-) Bindungsort angelagert.Die Bedeutung der an den verschiedenen C-Atomen des pyranoiden Rings sitzenden Gruppen für die Reizwirksamkeit des Moleküls wird diskutiert. Bei den Monosacchariden mit C1-Konformation ist die Position der OH-Gruppe an C-3 für die Reizwirksamkeit entscheidend, deren Stärke hängt jedoch auch vom Vorhandensein oder Fehlen anderer Gruppen und deren Stellung ab. Bei den Monosacchariden mit 1C-Konformation kommt die Schlüsselstellung der OH-Gruppe am zweiten Ring-C-Atom zu.Die für den Geschmackssinn von Phormia aufgestellte Hypothese wird durch Heranziehen von Literaturangaben auf den anderer Insekten angewendet.

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The stimulation effectiveness of monosaccharides in the fly Phormia terraenovae

Summary The stimulation effectiveness of different monosaccharides (Table 1) was studied by touching the tarsi of hungry flies with solutions of the monosaccharides and observing the extension of the proboscis. The effectiveness was related to the conformation of the sugars.According to the given hypothesis, monosaccharides in the C1 conformation are attached at the glucose (i.e. C1) site, those in the 1C conformation at the fructose (i.e. 1C) site.The importance of the groups on the different carbon atoms of the pyranose ring for the stimulation effectiveness of the molecule is discussed. For monosaccharides in the C1 conformation, the stimulating effectiveness depends on the orientation of the hydroxyl group on C-3 and also on the presence and position of other groups. As far as the monosaccharides in the 1C conformation are concerned, the orientation of the hydroxyl group on the second carbon atom of the ring is of major importance.The hypothesis given for the sense of taste of Phormia is applied to that of other insects using data given by other workers in the literature.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.