Die Sichtbarmachung von Innenstrukturen in Bakterien und anderen Mikroorganismen. II.

Zusammenfassung Im Anschluß an die 1. Mitteilung wird eine weitere Methode zur Sichtbarmachung von Innenstrukturen in Bakterien angegeben, die darin besteht, daß ein Bakterium mit verschiedenen Azimuten beleuchtet wird. Die Sichtbarmachung der Innenstrukturen gelingt so, ohne Einbettung der Mikroorganismen in hochbrechende Medien, in ihrem natürlichen Milieu.Zum Teil nach einem Vortrag in der Deutschen Gesellschaft für angewandte Optik. Die 1. Mitteilung erschien in dieser Zeitschr. 1, 252, 1930.     

Die Bakterien und das Vererbungsproblem

Ohne Zusammenfassung     

Die mechanik der syndactylen zehen von macropus und anderen beuteltieren und ihre verwendung als putzorgan

Ohne ZusammenfassungErklärung der abkürzungen Astr. Astragalus - C I–III Cuneiforme I–III. - Ca. Calcaneus. - cd.m.Sp. caudales, mediales Sprunggelenksband. - C.l. Caput laterale gastrocnemii. - C.m. Caput mediale gastrocnemii. - Cp.f. Caput fibulae. - cr.m.Sp. craniales, mediales Sprunggelenksband. - C.t. Crista tibiae. - D.I–V Digitus I–V. - d.m.S. Dorso-mediales Seitenband. - Fib. Fibula. - Gfl. C III Gelenkfläche mit dem Cuneiforme III. - Gfl.Cale. Gelenkfläche mit dem Calcaneus. - Gefl.Cb. Gelenkfläche mit dem Cuboid. - Gfl.Mt. IV Gelenkfläche mit dem Metatarsale IV. - l.S. laterales Seitenband. - M.add. V Muse. adductor digiti V. - M.e.h.l. Musc. extensor hallucis longus. - M.e.l. Musc. extensor longus digitorum. - M.e.l. IV Musc. extensor longus digiti IV. - M.e.l. II–V Musc. extensor longus digitorum II–V. - M.e.l. II, III Musc. extensor longus digitorum II, III. - M.fl.br. II–V Musc. flexor brevis digiti II–V. - M.fl.d.p.prof. Muse. flexor digitorum pedis profundus. - M.l. Margo lateralis tibiae. - Mm.l. Musculi lumbricales. - M.p.l. Musc. peronaeus longus. - M.p. IV Musc. peronaeus digiti IV. - M.p. V Musc. peronaeus digiti V. - M.p.t. Musc. peronaeus tertius. - M.pl. Muse. plantaris (= Musc. fl. dig. ped. sublimis). - M.pl.l. lateraler Abzweig der Plantarissehne. - M.popl. Musc. popliteus. - M.s. Muse. soleus. - M.t.a. Muse. tibialis anticus. - M.t.p. Musc. tibialis posticus. - M.tric.sur.C.l. Musc. triceps surae, Caput laterale. - M.tric.sur.C.m. Musc. tricepssurae, Caput mediate. - Mt I-Mt V Metatarsale I–V. - Mt.Ph.Gk. Metatarso-Phalangealgelenk. - N. Naviculare. - o.l. Sp. oberes laterales Sprunggelenksband. - Ph. I-Ph. III Phalanx I–III. - pl.m.S. plantares mediales Seitenband. - Ssb.Mt.Ph. Gk. Sesambeine des Metatarso-Phalangealgelenkes. - S.t.p. Sehne des Musc. tibialis posticus. - u.l.Sp. unteres laterales Sprunggelenksband. - U.M.p. IV Ürsprungszone des Muse. paronaeus IV. - I–V Strahlen des Fußskelettes.     

Die Beeinflussung des Phosphathaushalts von Mikroorganismen durch Kohlendioxyd

Zusammenfassung der Ergebnisse An gewaschenen Suspensionen von Hydrogenomonas wurde der Einfluß des CO₂-Entzugs auf Phosphorylierur gsvorgänge untersucht, welche an die Oxydation von molekularem Wasserstoff, Bernsteinsäure und Glucose geknüpft sind. Die Entfernung von CO₂ aus dem Milieu setzt die Überführung von anorganischem Phosphat in organische Bindung herab. Die CO₂-Wirkung betrifft den Einbau sowohl in die leicht als auch in die schwer hydrolysierbare Phosphatfraktion. Der Effekt ist bei der H₂-Oxydation am ausgeprägtesten, bei der Glucoseverwertung kaum vorhanden; Bernsteinsäure nimmt eine Zwischenstellung ein.Bei der Veratmung endogenen Materials bleibt der Betrag des anorganischen Phosphats über large Zeiten nahezu erhalten. Bei der laufenden Entfernung von Kohlendioxyd wird anorganisches Phosphat freigesetzt. An Chlorella pyrenoidosa und Rhodospirillum rubrum konnten ähnliche Effekte beobachtet werden. Die Beobachtungen stellen neue Befunde für die Tatsache dar, daß CO₂ nicht nur für das Wachstum von Mikroorganismen notwendig ist, sondern auch auf den Stoffwechsel ruhender Zellen Einfluß nimmt.     

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.

     

Blocksynthese von O-glycopeptiden und anderen T-antigen strukturen

Under the conditions of in situ anomerisation, the 2-azido-4,6-di-O-benzoyl-2-deoxy-3-O-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-d-galactopyranosyl)-α-d-galactopyranosyl bromide reacted directly and with high selectivity with the reactive hydroxyl groups of l-serine and l-threonine derivatives to form α-glycosidically-linked products. Thus, the glycopeptides containing l-serine and l-threonine are more accessible. The disaccharide block could also be coupled with other reactive hydroxyl compounds to give compounds that contain the T-receptor.     

Die Kaltsterilisation von Nährböden und ihre Bedeutung für die Reinkultur von Mikroorganismen

Ohne Zusammenfassung     

Die Mikrofauna des Bodens,ihr Verhältnis zu anderen Mikroorganismen und ihre Rolle bei den mikrobiologischen Vorgängen im Boden

Ohne ZusammenfassungAusgeführt mit Unterstützung der Universität zu Stockholm, der Stiftung Lars Hiertas Minnesfond, der Verwaltung für Peter Wahlbergs fond, der Königlichen Landwirtschaftsakademie und Längmanska Kulturfonden. Die Arbeit erscheint aus technischen Gründen in wesentlich gekürzter Form.     

Die Verwendung der Spektrochemie zur Bestimmung der Zusammensetzung von Bakterien

Zusammenfassung Wir benutzten die Spektrochemie zur Bestimmung der Zusammen-setzung von zwei Bakterienarten (Sarcina citrea und Azotomonas insolita). Zu dieser Bestimmung benötigten wir eine groß Menge Bakterien. Diese nahmen wir bei den Vorversuchen von der Oberfläche des festen Nährbodens, später bei den Hauptversuchen durch Zentrifugieren aus dem flüssigen Nährboden, den wir nach Dox u. Czapek mit einigen Änderungen herstellten. Wir bestimmten den Wassergehalt, die trockene, die organische, und anorganische Substanz.Zur spektrographischen Untersuchung diente ein ISP-22 Spektrograph. Die Anregung erfolgte mit 220 V/10 A Gleichstrom-Abreißbogen. Die Spalthöhe hatte 3,2 mm, der Elektrodenabstand betrug 2 mm und die Spaltbreite wählten wir zu 0,005 mm.Wir konnten in den Bakterienzellen auch solche Elemente nachweisen, welche nicht Bestandteile unseres Nährbodens waren. Sie sind wahrscheinlich durch die Verunreinigungen der angewandten Reagentien in den Nährboden gekommen.Die spektrochemische Analyse ist einfacher durchzuführen, als die mikrochemischen Verfahren. Die Ergebnisse können auch praktische Anwendung finden, da man bei Kenntnis der elementaren Zusammen-setzung der fraglichen Bakterien für sie den optimalen synthetischen Nährboden zusammenstellen kann.In Kurzfassung wurde diese Arbeit auf dem Kongreß der Ungarischen Mikrobiologischen Gesellschaft im Oktober 1957 in Budapest vorgetragen     

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Zusammenfassung Bei Neurospora crassa, arg-5, ota, aga wird die Desferricoprogenbildung durch Zusatz von Fe³⁺, Ga³⁺, Al³⁺ und V³⁺ im Medium unterdrückt. Bei Anwesenheit von Cr³⁺ und Co³⁺ verhält sich die Mutante wie unter Eisenmangelbedingungen. Eine angelaufene Coprogenbiosynthese wird innerhalb von 24 h mit Fe-Coprogen (10 M), Ga-Coprogen (10 M) und Al-Coprogen (>100 M) reprimiert. Die Coprogenaufnahme entspricht einer Sättigungskinetik, die Aufnahme von Desferricoprogen und Fe³⁺ folgt dagegen einer Diffusionsgeraden. Die verschiedenen Metall-Coprogene verhalten sich bei der Aufnahme kompetitiv und werden nach folgender Affinitätsreihe angereichert: Ga>Fe>Al>V>Cr>Co. Die gleiche Reihenfolge wird eingehalten bei der Regulation der Desferricoprogenbiosynthese. Ein Modell für die Aufnahme, das auf der Stabilität der Metall-Coprogene basiert, wird vorgeschlagen.

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Metabolic products of microorganisms120. Uptake of iron by Neurospora crassa II. Regulation of the biosynthesis of sideramines and inhibition of iron transport by metal analogues of coprogen

Summary The production of desferricoprogen in Neurospora crassa, arg-5, ota, aga is suppressed by addition of Fe³⁺, Ga³⁺, Al³⁺, and V³⁺ to the medium. In the presence of Cr³⁺ and Co³⁺, the mutant behaves as under iron-deficient conditions. Once started, the biosynthesis of coprogen is suppressed within 24 h by Fe-Coprogen (10 M), Ga-Coprogen (10 M), and Al-Coprogen (>100 M). The uptake of Coprogen corresponds to a saturation kinetic, whereas the uptake of desferricoprogen and Fe³⁺ is in accordance with a diffusion line. The different metal analogues of coprogen exhibit competitive behavior during the uptake, and are concentrated by the cells in the following order of affinity: Ga>Fe>Al>V>Cr>Co, which seems to be the same sequence in the regulation of the desferricoprogen biosynthesis. A model for uptake, based on the stability of the metal coprogens, is proposed.

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119. Mitt.: Schindler, P.W., Zähner, H.: Europ. J. Biochem. (im Druck, 1973).     

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Zusammenfassung Candida lipolytica bildet nach Tryptophanverfütterung rotbraune Pigmente und das Antibioticum Tryptanthrin. Die Pigmente sind vermutlich spontan entstehende Derivate der Indolbrenztraubensäure. Indolbrenztraubensäure und eines ihrer Derivate--3H-indolidenbrenztraubensäurs-ließen sich im Kulturfiltrat nachweisen. Nach Fütterungsversuchen geht die Tryptanthrinbiosynthese von Anthranilsäure-Anthranilsäure ließ sich ebenfalls im Kulturfiltrat nachweisen- und Indolbrenztraubensäure aus. Die Struktur-6,12-Dihydro-6,12-dioxo-indolo-(2,1-b)-chinazolin-stimmt mit dieser annahme überein.

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Metabolic products of microorganisms91. Tryptanthrin, a tryptophan derived antibiotic from Candida lipolytica

Summary After feeding tryptophan, Candida lipolytica produces reddish-brown pigments and the antibiotic Tryptanthrin. The pigments are—probably spontaneous arising-derivatives of indolepyruvic acid. Indolepyruvic acid and one of its derivatives--3H-indolydenopyruvate acid-could be demonstrated in the culture filtrate. According to feeding experiments, the synthesis of Tryptanthrin starts from anthranilic acid-anthranilic acid could also be demonstrated in the culture filtrate- and indolepyruvic acid. The structure-6,12-dihydro-6,12-dioxoindolo-(2,1-b)-quinazoline-is in agreement with this assumption.

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90. Mitt.: H. Sahm u. H. Zähner: Untersuchungen zur Tryptophan-Bildung bei Escherichia coli. Arch. Mikrobiol. 76, 223–251 (1971).     

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Zusammenfassung Ein Stamm von Streptomyces flaveolus, Tü 1240, bildet neben dem schon länger bekannten Tirandamycin A das Tirandamycin B, das sich durch eine zusätzliche Hydroxylgruppe von A unterscheidet. Beide Antibiotica besitzen ein ähnliches Wirkungsspektrum und offensichtlich gleichen Wirkunsmechanismus. Anhand der Daten aus der Massenspektrometric, der ¹³C-und ¹H-NMR-Spektren läßt sich dem Tirandamycin B die Formel II zuordnen.

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Metabolic products of microorganisms158. Tirandamycin B

Streptomyces flaveolus, strain Tü 1240 produces besides Tirandamycin A, a hitherto unknown antibiotic, which is closely related to Tirandamycin A. The new antibiotic Tirandamycin B contains one additional hydroxylgroup. Both antibiotics exhibit a similar antimicrobial spectrum and they seem to have the same mechanism of action. According to the data obtained from mass spectrometry, ¹³C-and ¹H-NMR spectra formula II could be deduced for Tirandamycin B.

157. Mitteilung: H. Diddens, H. Zähner, E. Kraas, W. Göhring, G. Jung: On the transport of two tripeptide antibiotics in bacteria. Europ. J. Biochem. (in press)     

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

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

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Metabolic products of microorganisms

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

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

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Zusammenfassung Es wurde die Wirkungsweise von Borrelidin untersucht und mit zwei Makrolid-Antibiotica verglichen. Borrelidin hemmt in einem zellfreien System aus Bacillus subtilis spezifisch den Einbau von Threonin in sRNS bei einer Konzentration von 1,4·10^-6 m. Hingegen hemmen die Makrolid-Antibiotica Lankamycin (neutral) und Erythromycin (basisch) bei Konzentrationen, die zehnmal höher liegen als die wachstumshemmende Konzentration, nicht die Verknüpfung von Threonin oder anderer Aminosäuren mit sRNS.In Zellen hemmt Borrelidin bei einer Konzentration von 1,5–3·10^-6 m die Synthese von Protein, RNS und DNS. Lankamycin und Erythromycin hingegen hemmen nur die Synthese von Protein.Es wird vermutet, daß Borrelidin das erste Antibioticum ist, das die Protein-synthese über die Hemmung des Einbaus von Aminosäuren in sRNS blockiert.

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Metabolic products of microorganisms. 62nd information the inhibition of the attachment of threonine to sRNA in a cell-free system and of the sythesis of protein and nucleic acids in the cell by the antibiotic borrelidin

Summary The mode of action of borrelidin has been studied and compared with two macrolide antibiotics. Borrelidin specifically inhibits the attachment of threonine to sRNA at a concentration of 1,4·10^-6 m in a cell-free system of Bacillus subtilis. However, the macrolide antibiotics lankamycin (neutral) and erythromycin (basic), at concentrations which are ten times higher than those required to inhibit growth, still do not inhibit the binding of threonine or other amino acids to sRNA.In cells borrelidin inhibits at concentrations of 1.5–3·10^-6 m the synthesis of protein, RNA and DNA. In this point as well borrelidin acts differently from lankamycin and erythromycin which inhibit the synthesis of protein selectively.It is supposed that borrelidin is the first antibiotic inhibiting protein synthesis via amino acid attachment to sRNA.

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61. Mitt.: B. Maurer, A. Müller, W. Keller-Schierlein u. H. Zähner: Ferribactin, ein Siderochrom aus Pseudomonas fluorescens Migula. Arch. Mikrobiol. 60, 326–339 (1968).