Kohlenhydrate,freie Aminosäuren und Proteinzusammensetzung einiger mariner Diatomeen und der limnischen DiatomeeMelosira varians

Zusammenfassung 1. In einem Gemisch mariner Diatomeenarten (vor allemCoscinodiscus concinnus, C. grani undBiddulphia sinensis) konnten 6 Zucker identifiziert werden, und zwar 3 Hexosen: Galactose, Glucose und Mannose, und 3 Pentosen: Arabinose, Xylose und Ribose. Bei den limnischenMelosira varians hingegen fanden sich nur Glucose und Xylose.2. Hinsichtlich der Aminosäuren konnten zwischen den untersuchten Meer- und Süßwasserarten weder bei den freien Aminosäuren noch im Protein-Hydrolysat qualitative Unterschiede nachgewiesen werden.3. Es bestehen aber signifikante quantitative Unterschiede. Auffällig ist vor allem der hohe Anteil der aromatischen Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin in den marinen Diatomeen.4. Den stärksten Anteil im Hydrolysat bilden in jedem Falle die Glutaminsäure und die Asparaginsäure, während bei den freien Aminosäuren neben der Glutaminsäure das Alanin im Vordergrund steht.

---

Carbohydrates, free amino acids and protein composition of some marine diatoms and the limnetic diatomMelosira varians

Six different sugars could be identified in a mixture of marine diatom species (primarilyCoscinodiscus concinnus, C. grani andBiddulphia sinensis), namely, 3 hexoses: galactose, glucose and mannose, and 3 pentoses: arabinose, xylose and ribose. In the limnetic diatomMelosira varians, however, only glucose and xylose were found. With respect to the amino acids no qualitative differences could be detected between the marine and limnetic diatoms, neither in the free amino acids, nor in the proteinhydrolysate. On the other hand, there are significant quantitative differences, such as the remarkably high amount of the aromatic amino acids, phenylalanine and tyrosine, in the marine diatoms. In the hydrolysate, glutamic acid and aspartic acid dominate, in the free amino acids, alanine and glutamic acid.

     

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.

---

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.

---

---

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.     

Über den Stoffwechsel von Alanin,Glykokoll und Arginin in den Uredosporen von Puccinia graminis var. tritici während der Keimung

Zusammenfassung Im Anschluß an frühere Arbeiten wird in den vorliegenden Untersuchungen der Aminosäurestoffwechsel des Weizenrostes weiterverfolgt. Zunächst wurde geprüft, in welchem Ausmaß applizierte Aminosäuren in die Rostsporen aufgenommen und eingebaut werden. Die Aufnahme der gewählten Aminosäuren war schlechter als die von Glucose und Valeriansäure. Ein beträchtlicher Prozentsatz der inkorporierten Aminosäuren wurde zu CO₂ oxydiert. Also sind die Aminosäuren—neben Fettsäuren und Glucose—in beträchtlichem Maße an der Atmung der Sporen beteiligt.Die Umsetzung der in den Sporen verbleibenden Anteile der inkorporierten Aminosäuren wurde verfolgt. Bei Applikation von Alanin-U-¹⁴C wurden freie Aminosäuren, organische Säuren und lösliche Kohlenhydrate markiert. Vornehmlich Glutaminsäure und Asparaginsäure wurden in großen Mengen gebildet, und die Proteine wurden durch sie stärker markiert als durch die anderen Aminosäuren. Valin, Leucin und iso-Leucin waren nur gering markiert, obwohl sie aus dem bei Alanininkubation hochradioaktiven Pyruvat entstehen. In der Fraktion der löslichen Kohlenhydrate waren außer Trehalose vier Zuckeralkohole stärker markiert, am stärksten Erythrit, schwächer Mannit, Glycerin und Arabit. Ihr Syntheseweg wird diskutiert.Bei Applikation von Glykokoll-U-¹⁴C findet sich fast keine Aktivität in löslichen Kohlenhydraten und organischen Säuren. Siegelangt vornehmlich in die Aminosäuren, besonders in Serin und Threonin, in geringem Maße in Alanin und noch schwächer in Glutaminsäure und Asparaginsäure. Die von zahlreichen Organismen bekannte Beziehung zwischen Serin und Glykokoll wird in den Rostsporen aufgezeigt. Die starke Markierung des Threonins deutet auf einen zweiten Syntheseweg des Threonins, an dem Glykokoll beteiligt ist. Die endogene Syntheserate dieser Aminosäuren ist sehr klein.Bei Applikation von Arginin-Guanidino-¹⁴C wird praktisch nur das freie und das gebundene Arginin markiert. Der Guanidino-Kohlenstoff des applizierten Arginins wird zu einem beträchtlichen Teil veratmet. Die endogene Syntheserate des Arginins ist sehr gering.

---

Investigations of the metabolism of alanin, glycine and arginine in uredospores of Puccinia graminis var. tritici during germination

Summary The metabolism of three amino acids in wheat rust uredospores was investigated by labeling with ¹⁴C-amino acids.While arginine was taken up better than alanine and this better than glycine, the uptake of all amino acids was not as efficient as that of glucose and valerate.With higher concentrations of amino acids in the medium remarkable amounts of amino acids were incorporated. The capacity for uptake of amino acids is not therefore a limiting factor in protein synthesis. A large amount of the incorporated arginine, alanine, and glycine was respired as CO₂. This finding indicates that amino acids are used—besides fatty acids and glucose—as a substrate in respiration.The metabolic fate of the carbon skeletons of some amino acids was further followed. With alanine-U-¹⁴C labeling, most free amino acids, organic acids, and soluble carbohydrates were found to be labeled. In this experiment, glutamic and aspartic acids were formed in a higher concentration; both acids arising in the hydrolysis of the proteins were likewise strongly labeled. The high specific activity of glutamic and aspartic acids demonstrates the importance of the TCA cycle for the metabolism of the carbon skeleton of alanine.Valine, leucine and iso-leucine, which are metabolic derivatives of the highly labeled pyruvate (after incubation with alanine), showed only a low amount of ¹⁴C. It appears that only very small amounts of these amino acids were synthesized. Since all soluble carbohydrates were strongly labeled, high level of glucogenesis was indicated.Nearly no radioactivity was found in soluble carbohydrates and the organic acids. After the application of glycine-U-¹⁴C, however, the amino acids, especially serine and theronine and to a smaller extent glutamic and aspartic acids, were labeled. The metabolic relation between serine and glycine, known from many organisms, was demonstrated in the rust spores. The strong labeling of threonine indicates a second metabolic pathway leading to synthesis of threonine with the participation of glycine. The endogenous rates of synthesis of these amino acids are very small. Using arginine-guanidino-¹⁴C as a tracer only, free and bound arginine were markedly labeled. The guanidino carbon of the applied arginine was respired to a large degree. The endogenous rate of arginine synthesis is very low.

     

Gustation of dietary amino acids by the aphid Myzus persicae

In simple choice-chamber tests the ability of the aphid Myzus persicae (Sulzer) to discriminate between sucrose solutions containing single or groups of amino acids and a pure sucrose solution was assessed. Each of 20 dietary amino acids was tested at a concentration of 0.1% in 20% sucrose. Each of six amino acids (asparagine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, and tryptophan) strongly enhanced the acceptability of sucrose. Methionine had a strong effect also at 0.02%. A few other amino acids had a lesser effect, while only a slight or no effect was observed with about half of the 20 dietary amino acids. A slightly deterrent effect was observed with histidine, glutamic acid, and arginine.The experimental apterous adult aphids that had been reared on radish seedlings had to be preconditioned on a pure sucrose solution for one day prior to the tests in order to show these responses within a few hours.

---

Zusammenfassung In einfachen Wahlkammer-Versuchen wurde die Fähigkeit der Blattlaus Myzus persicae geprüft, Rohrzuckerlösungen, die einzelne oder Gruppen von Aminosäuren enthielten, von reiner Rohrzuckerlösung zu unterscheiden. Jede der 20 diätischen Aminosäuren wurde in einer Konzentration von 0,1% in 20% iger Rohrzuckerlösung geprüft. Jede der 6 Aminosäuren Asparagin, Isoleucin, Leucin, Methionin, Phenylalanin und Tryptophan erhöhte die Annehmbarkeit stark. Unter ihnen hatte Methionin auch bei 0,02% eine kräftige Wirkung. Einige wenige andere Aminosäuren hatten einen geringen Effekt, während bei etwa der Hälfte der 20 diätischen Aminosäuren nur ein schwacher oder kein Einfluß beobachtet wurde. Eine leicht abweisende Wirkung war bei Histidin, Glutaminsäure und Arginin festzustellen.Die im Versuch verwendeten erwachsenen apteren Blattläuse, die an Rettichsämlingen herangezogen worden waren, mußten vor den Versuchen einen Tag lang an reiner Rohrzuckerlösung gehalten werden, wenn sie diese Reaktionen innerhalb einiger weniger Stunden zeigen sollten.

     

Gustation of sugars, amino acids and lipids by larvae of the scarabaeid, Sericesthis geminata (Coleoptera)

Third-instar larvae of the scarabaeid Sericesthis geminata were stimulated to bite and feed on filter paper by a number of sugars, amino acids and lipids. The degree of stimulation generally increased with increasing concentration, but high concentrations of fructose and amino acid had inhibitory effects. Sterols were non-stimulating at low concentrations and acted as feeding deterrents at high ones.

---

Zusammenfassung In einer Reihe von einfachen Wahlkammerversuchen wurde das Verhalten der bodenbewohnenden Larven des Scarabaeiden Sericesthis geminata (Boisduval) gegenüber Zuckern, Aminosäuren und Lipiden geprüft. Die Versuchschemikalien wurden in verschiedenen Konzentrationen auf Filtrierpapier aufgetragen und die gefressenen Stellen ausgemessen.Jeder der drei Zucker Saccharose, Maltose und Glucose erhöhte die Nahrungsaufnahme. Die Disaccharide Saccharose und Maltose hatten einen größeren Effekt als Glucose. Bei diesen drei Zuckern war im allgemeinen bis zu einer Konzentration von 1.0 M ein zunehmender Effekt festzustellen. Fructose erhöhte die Nahrungsaufnahme nicht und hatte bei höheren Konzentrationen einen hemmenden Effekt. Die einzelnen Aminosäuren L-Isoleucin, L-Leucin und L-Alanin sowie eine Gruppe von sechs Aminosäuren erhöhten die Nahrungsaufnahme in einem begrenzten Konzentrationsbereich, hemmten aber die Nahrungsaufnahme bei hohen Konzentrationen. Die Wirkung der Gruppe von Aminosäuren zeigte, daß dabei der Effekt der verschiedenen Aminosäuren komplementär war. Freie Fettsäuren, Triglyceride und Phospholipoide erhöhten die Nahrungsaufnahme. Steroide hatten bis zu hohen Konzentrationen keinen wesentlichen Einfluß; bei hohen Konzentrationen wurde die Nahrungsaufnahme verringert.

     

Ein Vergleich der Wirkung von ionisierender Strahlung auf peptidgebundene und freie Aminosäuren in festem Zustand

Zusammenfassung Untersuchungen an thermischen Polymeren von-Aminosäuren in festem Zustand zeigen, daß in diesen insbesondere Tryptophan, Histidin, Cystin, Lysin und Methionin eine höhere Strahlenempfindlichkeit als in den bisher untersuchten Proteinen aufweisen. Diese Ergebnisse werden verglichen mit ähnlichen Untersuchungen an Filmen von Aminosäuremischungen, die in noch stärkerem Umfang auf einen beträchtlichen Energietransfer oder Chargetransfer in Richtung auf die vier genannten Aminosäuren schließen lassen. Die Ergebnisse werden auch in Hinsicht auf die Strahlenempfindlichkeit von Aminosäuren in Proteinen und auf die Inaktivierung von Enzymen diskutiert.

---

A comparison of the effect of ionizing radiation on peptide- bound and free amino acids in the solid state

Summary Irradiation of thermal polymers of-amino acids with X-rays in the solid state produces a significantly increased destruction of tryptophan, histidine, cystine, lysine and methionine as compared with the response of constituent amino acids in proteins. These results are discussed with respect to related results obtained by irradiation of dry films of amino acid mixtures which indicate an even stronger energy or charge transfer towards the four amino acids mentioned. The results are also discussed with respect to the radiation sensitivity of constituent amino acids in proteins and the inactivation of enzymes.

     

Zur quantitativen histochemischen Bestimmung der basischen Aminosäuren

Zusammenfassung Die basischen Aminosäuren lassen sich nicht aus der einfachen Anfärbung methylierter Schnittpräparate mit sauren Farbstoffen in pH-Färbereihen bestimmen, da sich die Adsorptionsbereiche der einzelnen basischen Aminosäuren nicht voneinander abgrenzen lassen. Jedoch gelingt eine solche Bestimmung mit einer für biologische Fragen ausreichenden Genauigkeit, wenn durch Kombination mehrerer Blockierungsreaktionen vor der Anfärbung die sauren und einzelne basische Aminosäuren ausgeschaltet werden.

---

Summary Alkaline amino acids are not determinable by subjecting methylated sections to a simple staining procedure using acid dyes at various pH-values. The reason for this is that the adsorption range of the various alkaline amino acids is not sharply definable. However, by blocking acid amino acids and individual alkaline amino acids by a combination of various blocking reactions prior to the staining procedure, it is possible to get an estimate of alkaline ammo acids that is accurate enough for biological investigations.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

---

Herrn Prof. Dr. Dr. med. h.c. E. Klenk zum 70. Geburtstag gewidmet.

---

Frl. H. Martin danke ich für ihre Mithilfe bei der Durchführung dieser Untersuchung.     

Untersuchungen über die Beeinflussung der chromosomenschädigenden Aktivität von Trenimon® an menschlichen Lymphocyten in vitro durch Aminosäuren

Zusammenfassung Der Einfluß der Aminosäuren L-Alanin, L-Arginin, L-Asparagin, L-Glutaminsäure, L-Histidin und L-Methionin auf die cytogenetische Wirkung von Trenimon^® (2,3,5-Tris-äthylenimino-benzochinon-1,4) wurde an menschlichen Lymphocyten in vitro untersucht. Unter dem Einfluß von L-Asparagin und L-Methionin im Überschuß wurde (bei gleichzeitiger Einwirkung mit dem Aberrationsinduktor) die chromosomenschädigende Wirkung des Trenimon deutlich reduziert. Zwischen Protektordosis und Protektoreffekt bestand dabei keine klare Korrelation. Die beiden Aminosäuren entfalten eine unterschiedliche Effektivität gegenüber den verschiedenen Defekttypen. Untersuchungen zur Zellcyclussperzifität der Protektorwirkung von Methionin erbrachten ein unterschiedliches Effektivitätsmuster in verschiedenen Zellcyclusphasen.Für die Aminosäuren L-Alanin, L-Arginin, L-Glutaminsäure und L-Histidin ließ sich eine mehr (Ala,Arg) oder weniger (Glu,His) deutliche Verstärkung des chromosomenschädigenden Effektes von Trenimon (bei gleichzeitiger Einwirkung) nachweisen. Dabei fiel insbesondere die Zunahme Trenimon-induzierter Interchanges unter dem Einfluß der genannten Aminosäuren auf.

---

Studies on the influence of some amino acids on the chromosome-damaging activity of trenimon^® in human lymphocytes in vitro

Summary The influence of the amino acids l-alanine, l-arginine, l-asparagine, l-glutamic acid, l-histidine and l-methionine on the cytogenetic action of Trenimon^® (2,3,5-triethylene-imine—1,4-benzoquinone) was tested in human lymphocytes in vitro. An excess of l-asparagine and l-methionine added to the cultures simultaneously with the inductor of aberrations distinctly reduced the chromosome-damaging effect of Trenimon. There was no clear correlation between protector dose and protector effects. The two amino acids exerted different effects on the various types of aberrations. Studies on the specificity of the protector activity of l-methionine during the cell cycle showed different patterns of sensibility for the different phases of the cell cycle.In contrast to these results the effect of Trenimon was increased quite markedly by l-alanine and l-arginine, and to a lesser extent by l-glutamic acid and l-histidine. Under the influence of these amino acids, the number of interchanges induced by Trenimon was strikingly increased.

---

---

Der Firma Bayer, Leverkusen, danke ich für die Überlassung von Trenimon^®.     

CO2-Fixierung durch Knallgasbakterien

Zusammenfassung Die Gewinnung, Aufbereitung und papierchromatographische Analyse ¹⁴C-markierter Extrakte aus PHBS-speichernden Zellen von Hydrogenomonas H 16 wird beschrieben und diskutiert. Einige chromatographische Trennsysteme wurden verglichen, insbesondere mit dem von Metzner (1960) vorgeschlagenen System. R_f-Werte wichtiger Intermediärverbindungen und Positionskonstanten von Phosphatestern wurden ermittelt.Für die papierchromatographische Trennung von Zuckern, Aminosäuren und Hydroxamsäuren sowie für organische Säuren und Phosphatester wurden zweckmäßige Systeme angegeben, Sprühmittel verglichen und Farbreaktionen beschrieben.Chromatogramme von Extrakten aus Hydrogenomonas H 16 und Chlorella pyrenoidosa, die ¹⁴CO₂ im Kurzzeitversuch unter vergleichbaren Bedingungen eingebaut hatten, zeigten voneinander verschiedene Markierungsmuster. Unter den Phosphatestern sind bei Hydrogenomonas (nur 63% des fixierten ¹⁴C) vorwiegend Hexosemonophosphate, Sedoheptulose-7-phosphat, Phosphoglycerinsäure und AMP markiert, bei Chlorella (95% des fixierten ¹⁴C) hauptsächlich Phosphoglycerinsäure, Triosephosphat und Phosphoenolbrenztraubensäure. Bei Hydrogenomonas waren einige organische Säuren und Aminosäuren (Äpfelsäure, Citronensäure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Glutaminsäure, Alanin u.a.) relativ stark markiert, die bei Chlorella kaum oder nicht radioaktiv waren.

---

CO₂-fixation by Knallgas bacteriaII. Chromatographical identification of early labeled fixation products

Summary The production, preparation, and analysis by paperchromatography of ¹⁴C-labeled extracts from cells of Hydrogenomonas H 16 storing poly--hydroxybutyric acid (PHBS) is described and discussed. Some chromatographical solvent systems were compared, especially with one proposed by Metzner (1960). R_f-values of important intermediates and phosphate ester position constants were determined.Separation by paperchromatography of sugars, amino acids, and hydroxamic acids was tested in various systems. Sprays for these compounds, as well as for organic acids and phosphate esters, were compared and their colour reactions described.Chromatograms of extracts from Hydrogenomonas H 16 and Chlorella pyrenoidosa after incorporation of ¹⁴CO₂ in short time experiments under comparable conditions showed labelling patterns different from each other. In the case of Hydrogenomonas, 63% of the activity fixed was found in the phosphate esters, mainly in hexose monophosphates (incl. sedoheptulose-7-phosphate), phosphoglyceric acid, and AMP. The phosphate esters of Chlorella contained 95% of the activity fixed, the bulk of which appeared in phosphoglyceric acid, triose phosphate and phosphoenolpyruvic acid. Much less was found in the hexose monophosphates.Some organic and amino acids such as malic, citric, succinic, fumaric glutamic acid and alanine of the Hydrogenomonas extracts were rather heavily labelled, while this was not the case with Chlorella.