Isolierung und Charakterisierung von Reaktionszentren aus Rhodospirillum rubrum

Chromatophoren wurden aus der grünen Mutante von R. rubrum (G 9+), die nur wenig Carotinoide enthält, hergestellt. Reaktionszentren (RC) wurden durch Behandlung mit dem zwitterionischen Detergens LDAO aus der Membran herausgelöst. Die Reinigung erfolgte durch Gelfiltration (Sepharose 6 B) und Ionenaustauschchromatographie (DEAE-Cellulose). Die gereinigten RCs zeigen bei der SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese drei Proteinuntereinheiten mit den Molekulargewichten von 21 000, 24 000 und 29 000. Die photochemische Aktivität des Protein-Pigment-Komplexes konnte durch das reversible Ausbleichen der Absorptionsbande bei 865 nm bei seitlicher Beleuchtung mit Licht der Wellenlänge 368 nm verfolgt werden. Die “Außenseite” der Chromatophorenmembran wurde mit Jod 131 markiert. Anschließend wurden die RC herausgelöst. Die Resultate nach der Gelelektrophorese zeigen, daß nur die größte Untereinheit von der Chromatophorenaußenseite her zugänglich ist. Unterstützt durch SNF, Projekt 3.1560.73. Das Spektrophotometer DW-2 konnte dank der Unterstützung durch die Fritz Hoffmann-La Roche-Stiftung angeschafft werden.     

Allosterische Kontrolle der Pyruvatkinase aus Rhodospirillum rubrum durch anorganisches Phosphat und Zuckerphosphatester

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Regulation der Pyruvatkinase (ATP: Pyruvat-Phosphotransferase, EC 2.7.1.40) in dem phototrophen Bakterium Rhodospirillum rubrum. Die spezifische Aktivität der Pyruvat-kinase in zellfreien Extrakten ist unabhängig von den Bedingungen der Zellanzucht. Nach elektrophoretischer Auftrennung der Extraktproteine wird stets nur eine enzymatisch aktive Bande erfaßt. Es wird ein Verfahren zur reproduzierbaren 100fachen Anreicherung des Enzyms bis zu einer spezifischen Aktivität von 30 bis 40 mole/min·mg Protein beschrieben. Das Molekulargewicht (Bestimmung durch Gelfiltration) der Pyruvatkinase beträgt 250 000. Die Enzymaktivität ist abhängig von zweiwertigen Metallionen (Mg²⁺), aber unabhängig von monovalenten Kationen wie K⁺ oder NH₄ ⁺. Glucose-6-phosphat (G-6-P), Ribose-5-phosphat (R-5-P), Fructose-6-phosphat (F-6-P) und — wesentlich schwächer wirksam — Fructose-1,6-bisphosphat sind Aktivatoren, Adenosintriphosphat (ATP) und anorganisches Phosphat (P _a ) sind Inhibitoren des Enzyms. Der Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeit mit steigender Phosphoenolpyruvat (PEP)-Konzentration folgt einer sigmoiden Sättigungsfunktion mit einem Hill-Koeffizienten n _H von 2 (pH 6) bzw. 2,8 (pH 8). Die PEP-Konzentrationen, bei denen halbmaximale Reaktionsraten erzielt werden (S _0.5-Werte), sind 0,06 (pH 6) bzw. 0,14 (pH 8) mM. Die ADP-Sättigungskurve ist hyperbolisch mit einem K _m von 0,1 mM. Die Aktivatoren G-6-P, R-5-P und F-6-P heben die Kooperativität der PEP-Sättigungskurve auf (d.h. n _H=1) und erniedrigen den S _0.5-Wert für PEP von 0,12 auf 0,02 mM (pH 7,2). Als allosterischer Inhibitor (geringster experimentell ermittelter K _i ist 0,05 mM) erhöht P _a die Kooperativität der PEP-Sättigungskurve (n _H=3 in Gegenwart von 1 mM P _a verglichen mit n _H=2,1 in Abwesenheit eines Effektors) und verschiebt den S _0.5-Wert für PEP in Richtung höherer Konzentrationen. Die Hemmung des Enzyms durch ATP ist demgegenüber kompetitiv in bezug auf PEP mit einem K _i von 0,2 mM. Übereinstimmung der experimentell ermittelten PEP-Sättigungskurve mit der vom Symmetriemodell allosterischer Enzyme (Monod et al., 1965) geforderten theoretischen Sättigungsfunktion ergibt sich mit einer Anzahl der PEP-bindenden Untereinheiten von n=3 und einer allosterischen Konstante von L=200.

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Allosteric control by inorganic phosphate and sugar phosphates of pyruvate kinase from Rhodospirillum rubrum

Summary This study is concerned with the regulation of pyruvate kinase (ATP: pyruvate phosphotransferase, EC 2.7.1.40) of the photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum. Cellular activity levels of the enzyme are not influenced by the culture conditions. Electrophoretic separation of proteins in cell free extracts yields one activity band only. A procedure is described for reproducible 100-fold purification of the enzyme up to specific activities of 30–40 moles/min·mg protein. The molecular weight of the enzyme as estimated by gelfiltration is 250 000. Enzyme activity is dependent on the presence of a divalent metal ion (Mg²⁺), but independent of the presence of a monovalent kation like K⁺ or NH₄ ⁺. Glucose-6-phosphate (G-6-P), ribose-5-phosphate (R-5-P), fructose-6-phosphate (F-6-P), and to a lesser extent, fructose-1,6-bisphosphate are activators, adenosintriphosphate (ATP) and inorganic phosphate (P _i ) are inhibitors of the enzyme. Increase of reaction velocity with increasing phosphoenolpyruvate (PEP) concentration follows a sigmoidal saturation curve with Hill coefficients n _H of 2 (pH 6) or 2.8 (pH 8). PEP concentrations at which half maximal reaction rates are attained (S _0.5-values) are 0.06 (pH 6) or 0.14 (pH 8) mM, respectively. The ADP-saturation curve is hyperbolic with a K _m of 0.1 mM. The activators G-6-P, R-5-P, and F-6-P eliminate the cooperativity of the PEP-saturation curve (i.e. n _H=1) and decrease the S _0.5-value of PEP from 0.12 to 0.02 mM (pH 7.2). As an allosteric inhibitor (K _i&0.05 mM), P _i increases the cooperativity of the PEP-saturation curve (n _H=3 in the presence of 1 mM P _i compared to n _H=2.1 in the absence of any effector) and shifts the S _0.5-value of PEP to higher concentrations. On the other hand, inhibition of the enzyme by ATP is competitive with respect to PEP (K _i=0.2 mM). Excellent fit of the experimental kinetic data to the theoretical saturation function according to the symmetry model of allosteric enzymes (Monod et al., 1965) is obtained with n=3 as the number of interacting sites and L=200 as the allosteric constant.

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Abkürzungen A Extinktion - EDTA Athylendiamintetraacetat - FDP Fructose-1,6-bisphosphat - F-6-P Fructose-6-phosphat - G-6-P Glucose-6-phosphat - GDH Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase - GDP Guanosindiphosphat - GSH Glutathion, reduziert - LDH Lactatdehydrogenase - MDH Malat-dehydrogenase - NADH reduziertes Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid - P _a anorganisches Phosphat - PEP Phosphoenolpyruvat - R-5-P Ribose-5-phosphat - TIM Triosephosphat-Isomerase     

Synthese von Speicherstoffen aus Pyruvat durch Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Pyruvat kann durch belichtete Zellen von R. rubrum assimiliert und zur Synthese verschiedener Zellbestandteile verwendet werden. Ist das Angebot an Substrat und Lichtenergie groß genug, so wird ein Teil der Brenztraubensäure in Speicherstoffe eingebaut. Suspension der Zellen in Phosphat-puffer und Inkubation unter Wasserstoff stimuliert die Bildung des Speicherstoffes Poly--Hydroxybuttersäure. Die Synthese eines ebenfalls als Speicherstoff in R. rubrum bekannten Polysaccharids konnte vor allem bei großem Substratüberfluß und Inkubation unter Stickstoff beobachtet werden; es wurde jedoch auch unter optimalen Bedingungen nur ein geringer Anteil der total aufgenommenen Brenztraubensäure zur Synthese dieses Speicherpolysaccharids verwendet.

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Synthesis of storage material from pyruvate by Rhodospirillum rubrum

Summary Illuminated cells of R. rubrum assimilate pyruvate and use it for the ynthesis of different cell components. A sufficient supply of substrate and light energy provided, part of the pyruvate is built into storage products. If the cells are suspended in phosphate buffer and kept under an atmosphere of molecular hydrogen the formation of the -hydroxybutyrate polymer is stimulated. An excess of substrate and incubation under molecular nitrogen leads to the synthesis ofa polysaccharide, also known as storage product in R. rubrum; but even under optimal conditions only a small part of the pyruvate is used for the synthesis of this storage polysaccharide.

     

Zur Kenntnis der Cytologie von Rhodospirillum rubrum

Ohne ZusammenfassungMeinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. J. Buder, in Dankbarkeit gewidmet.     

Zur elektronenmikroskopischen Darstellung der Feinstruktur von Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Es werden Dünnschnitte durch Rhodospirillum rubrum gezeigt, die mit einem herkömmlichen Mikrotom unter Zuhilfenahme eines neuen Vorschubprinzips angefertigt wurden.Neben Granula verschiedener Größe und gegen das Plasma abgegrenzter Vacuolen sind besondere lamellare Gebilde zu erkennen, deren mögliche Natur diskutiert wird.Herrn Prof. Dr. Th. Herzog zu seinem 75. Geburtstag gewidmet.     

Ein neues Bacteriochlorophyll aus Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas palustris enthalten ein Bacteriochlorophyll, das mit Farnesol statt mit Phytol veretert ist. Das neue Bacteriochlorophyll (Bchl a_F) läßt sich vom bekannten Bacteriochlorophyll a (Bchl a_P) durch ¹H-NMR-Spektroskopie unterscheiden sowie durch Dünnschichtchromatographie der entsprechenden Phäophytine an mit Silbernitrat imprägniertem Kieselgel. Die Chromophore von Bchl a_F und Bchl a_P sind auch bezüglich ihrer Stereochemie identisch.

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A new bacteriochlorophyll from Rhodospirillum rubrum

Summary Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas palustris contain a bacteriochlorophyll which is a farnesyl rather than a phytyl ester. The new bacteriochlorophyll (Bchl a_F) can be distinguished from the well known bacteriochlorophyll a (Bchl a_P) by ¹H-n.m.r. spectroscopy and by t.l.c. of the corresponding pheophytins on silver nitrate impregnated silica gel. The chromophores of Bchl a_P and Bchl a_F are identical in structure and stereochemistry.

     

Fructoseverwertung und Bacteriochlorophyllsynthese in anaeroben Dunkel- und Lichtkulturen von Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Für eine signifikante B.-Chlorophyllbildung anaerob im Dunkeln ist bei Rhodospirillum rubrum neben Reservestoffen in den Zellen ein exogenes Substrat und eine N-Quelle notwendig (NH₄ ⁺). Fructose kann in anaerober Dunkelkultur als Substrat für die B.-Chlorophyllbildung dienen. Die Verwertung ist aber adaptiv und stark vom Gehalt an Reservesubstanzen abhängig. Eine Steigerung der Pigmentsynthese tritt erst nach einer mehrstündigen lag-Phase ein, die durch eine aerobe Vorbebrütung mit Fructose um etwa die Hälfte verkürzt werden kann. Die Syntheserate des B.-Chlorophylls ist in den ersten 2–4 Std mit Fructose geringer als mit Malat als Substrat, steigt dann aber stark an, während mit Malat die Rate etwa konstant bleibt.Aerob im Dunkeln mit Fructose vorbebrütete Zellen können auch ohne Reservesubstanzen in anschließender anaerober Dunkelkultur Pigmente bilden. Die Syntheserate ist aber geringer als mit Reservesubstanzen.Eine Pufferung mit CaCO₃ (pH>6) erhöht die B.-Chlorophyllsynthese.In Gegenwart von Fructose finden unter anaeroben Bedingungen im Dunkeln nicht nur eine Pigmentbildung, sondern auch nach einer mehrstündigen lag-Phase eine Thylakoidmorphogenese und Wachstum statt.Es konnte somit gezeigt werden, daß bei Athiorhodaceen (R. rubrum) eine echte Gärung stattfindet, die Pigmentsynthesen, Bildung von Membranstrukturen und Wachstum ermöglicht.In anaeroben Lichtkulturen ist Fructose ein gutes Substrat. Die B.-Chlorophyllsynthese ist zu Beginn der anaeroben Lichtkultur ebenfalls von Reservesubstanzen und der Vorkultur abhängig.

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The function of reserve-material for the adaptive utilization of fructose, and the synthesis of bacteriochlorophyll in anaerobic dark and light cultures of Rhodospirillum rubrum

Summary Rhodospirillum rubrum needs exogenous carbon and nitrogen sources in addition to reserve material for bacteriochlorophyll synthesis in anaerobic cultures in the dark. Under these conditions fructose is a good substrate for growth and synthesis of bacteriochlorophyll. The utilization of fructose is adaptive and quantitatively dependent on the amount of reserve materials. The rate of pigment synthesis is increased after a lag phase of several hours. An aerobic preincubation with fructose reduces the lag phase to about 50%. During the first 2–4 h the rate of bacteriochlorophyll synthesis is lower when the cells are provided with fructose than with malate. After this time the production of bacteriochlorophyll on fructose is accelerated, whereas the synthesis rate on malate remains constant.Cells which have been preadapted on fructose aerobically in the dark are able to synthesize pigment in a following anaerobic dark culture even in the absence of reserve materials. However, the rate of synthesis is lower than in the presence of reserve materials. The drop of pH by fermentation products and the resulting decrease of synthesis rate are removed by the addition of CaCO₃. The fermentation metabolism on fructose enables the cells not only to synthesize pigment but also to grow and to form thylakoids. Fructose also is a good substrate in photosynthetic cultures. However, the synthesis of bacteriochlorophyll at the beginning of the anaerobic light culture likewise is related to the presence of reserve materials and to the preculture conditions.

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Abkürzungen im Text B.-Chlorophyll Bacteriochlorophyll - R8, R7, R6 und P, PO₄ ^'-Puffer Nährlösungen und Phosphatpuffer (s. Methodik)     

Die Alkoholkomponente des Bacteriochlorophyll a aus Rhodospirillum rubrum

Summary The esterifying alcohol of the bacteriochlorophyll a from Rhodospirillum rubrum was shown to be trans-trans-geranylgeraniol. Mass spectra of the corresponding bacteriopheophytins are used to determine the content and ratio of bacteriochlorophyll a_P and bacteriochlorophyll a_Gg in various strains of phototrophic bacteria.     

Untersuchungen zur Photophosphorylierung bei Rhodospirillum molischianum und Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Die Thylakoide aus Rhodospirillum rubrum und Rhodospirillum molischianum werden nach Homogenisation der Zellen mit Ultraschall durch fraktionierte Zentrifugation isoliert. An diese Membranstrukturen ist das System der Photophosphorylierung gebunden. Die Aktivität dieses Systems in Abhängigkeit vom Redoxpotential des Mediums wird untersucht. Die stärkste Bindung anorganischen Phosphates wird unter Edelgasatmosphäre bei Zusatz von Spuren eines Elektronendonators (0,07 mol Succinat je Ansatz) beobachtet. Die cyclische Photophosphorylierung wird einerseits durch Sauerstoff und oxydierende Verbindungen wie K₃Fe(CN)₆ anderseits durch Überreduktion mittels reduzierter Redoxverbindungen wie 2,6-Dichlorphenolindophenol oder Phenazinmethosulfat (beide reduziert durch Ascorbat) unter Wasserstoffatmosphäre gehemmt. Die Sauerstoffhemmung kann durch reduziertes Phenazinmethosulfat zu 50% aufgehoben werden. Antimycin A blockiert die lichtabhängige Phosphorylierung; 2,4-Dinitrophenol dagegen hemmt kaum. Die zellfreien Systeme beider Arten zeigen die gleiche Abhängigkeit vom Redoxpotential obwohl R. rubrum wesentlich sauerstofftoleranter ist als R. molischianum und auch durch oxydative Phosphorylierung im Dunkeln ATP bilden kann. Die Befunde sprechen für eine Unabhängigkeit der cyclischen Photophosphorylierung von der Atmungskette und für eine starke Übereinstimmung im Aufbau der Elektronentransportsysteme für die cyclische Photophosphorylierung bei R. rubrum und R. molischianum.

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Summary The isolated thylakoide-structures (chromatophores) of Rhodospirillum molischianum and Rhodospirillum rubrum are investigated with regard to activity of cyclic, light induced phosphorylation. A high activity of the photochemical apparatus needs an optimal external oxidation-reduction potential. Over-oxidation by oxygen or K₃[Fe[CN)₆] inhibit just as much as over-reduction by hydrogen and N-methyl phenazonium methosulfate or 2,6-dichlorphenol-indophenole both reduced with ascorbate. The highest activity is observed in hydrogen atmosphere without an electron-donator system or in helium with traces (0,07 mol) of succinate. The inhibitoryeffect of oxygen can partly be compensated by reduced PMS. The photochemical apparatus of R. molischianum and R. rubrum react nearly in the same way on changes of the external oxidation-reduction potential and both systems are strongly inhibited by antimycin A but not by low concentrations of 2,4-dinitrophenole. R. molischianum is a strict anaerobic organism and can grow only in the light and under low oxygen partialpressure. In comparison with it R. rubrum is more oxygen-tolerant. The strain can grow under conditions of aerobic dark metabolism. The present results together with those of other investigations provide strong evidence for the conclusion that the systems of cyclic photophosphorylation in both organisms have the same composition and are relatively independent from the respiratory chain.

     

Isolierung und Eigenschaften von Lipofuscin aus Herzgewebe des Menschen

Ohne ZusammenfassungMit 5 TextabbildungenDie Verfasser möchten auch an dieser Stelle Herrn Professor Dr.R. Böhmig, Direktor des Pathologisch-Bakteriologischen Instituts der Städtischen Krankenanstalten Karlsruhe, für seine unermüdliche, selbstlose Mithilfe bei der Durchführung der Versuche von Herzen danken. Ein Teil der Kosten der Untersuchungen wurde durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft und durch eine großzügige Spende von FräuleinA. Benckiser, Karlsruhe, gedeekt, denen auch an dieser Stelle gedankt sei.     

Oxydation von reduziertem Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid in Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Es wird die 25–30 fache Anreicherung einer löslichen NADH-Dehydrogenase [NADH: (acceptor) oxidoreductase, EC 1.6.99.3.) aus R. rubrum durch Gelfiltration an Sephadex G 200 und Chromatographie an DEAE-Cellulose beschrieben. Das Enzym ist bei DEAE-Cellulosechromatographie nur in Gegenwart von FMN oder NADH stabil. Menadion, Ferricyanid, DCPIP, p-Benzochinon und Cytochrom c sind als Elektronenacceptoren wirksam. Cytochrom c ist ein schlechter Acceptor. Das pH-Optimum der Reaktion liegt bei 8,4. Km für NADH ist 3,0 · 10^-5 m. NADPH wird nur mit etwa 3–5% des Wertes von NADH umgesetzt. Die prosthetische Gruppe des Enzyms ist FMN, Km für FMN ist 0,3 · 10^-7 m. Das Enzymprotein wird bei Verdünnung in 0,05 m Puffer inaktiviert; FMN und FAD sowie NADH und NADPH haben einen stabilisierenden Effekt. Durch höhere Pufferkonzentrationen wird das Enzym zunehmend inaktiviert. Die Inaktivierung besteht in einer Labilisierung oder Abspaltung der prosthetischen Gruppe vom Enzymmolekül. Verschiedene Metalle inaktivieren das Enzym ebenfalls.

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Oxidation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide in Rhodospirillum rubrum I. Characterization of a soluble NADH dehydrogenase

Summary A soluble NADH^* Dehydrogenase [NADH: (acceptor) oxidoreductase, EC 1.6.99.3.] has been purified 25–30 fold from R. rubrum by gelfiltration with Sephadex G 200 and ionexchange chromatography on DEAE-Cellulose. During the second purification step the enzyme is stable only in the presence of either FMN or NADH. Electronacceptors which were found to be effective include menadione, ferricyanide, DCPIP, p-benzoquinone and cytochrome c, the latter substance being a poor acceptor. The optimum pH of the reaction is at about 8.4. Km for NADH is 3.0×10^-5 m. NADPH is oxidized at only about 3–5% the rate of NADH. The active prosthetic group of the enzyme is FMN with an appearant Km of 0.3×10^-7 m. When diluted in 0.05 m buffer the enzyme becomes rapidly inactivated. FMN, FAD and also NADH and NADPH exhibit a stabilizing protective effect. Higher concentrations of buffer cause increasing inactivation. The mechanism of the inactivation is thought to be a labilization or detachment of the prosthetic group from the enzyme molecule. Several metals also inactivate the enzyme.

     

Oxydation von reduziertem Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid in Rhodospirillum rubrum

Summary An active form of ApoNADH Dehydrogenase [NADH: (acceptor) oxidoreductase, EC 1.6.99.3] from R. rubrum can be obtained by incubating the apoenzyme at 20° C without flavin. Subsequent lowering the temperature to 0° C decreases the activity to the original level. The whole process can be repeated.The addition of flavin stabilizes the active form, so that no decrease is observed after the temperature has been dropped to 0° C. Here FMN is 30–40 times more effective than FAD. The activated apoenzyme, containing FMN, is again the normal functional form of NADH Dehydrogenase, showing its properties.It is assumed, that during the preparation of the apoenzyme the prosthetic group is not removed from the proteinmolecule but is altered in its binding to or in its position at the molecule. This leads to an equilibrium between a form of low and of higher activity of the apoenzyme, which, by changing the temperature, can be shifted to either side.It is possible to remove the prosthetic group still present at the apoenzyme by dialysis or by gelfiltration with Sephadex. The resulting protein can now be activated only in the presence of flavin.

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Oxydation von reduziertem Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid in Rhodospirillum rubrum II. Über eine reversible, temperaturabhängige Aktivierung der ApoNADH-Dehydrogenase

Zusammenfassung Das Apoenzym der NADH-Dehydrogenase [NADH: (acceptor) oxidoreductase, EC 1.6.99.3.] aus R. rubrum kann durch Inkubation bei 20° C ohne Flavin in eine aktive Form übergeführt werden. Durch Absenken der Temperatur auf 0° C wird die wenig aktive Form wiederhergestellt. Der gesamte Vorgang kann beliebig wiederholt werden.Flavin stabilisiert die aktive Form, so daß bei Wechsel der Temperatur auf 0° C keine Abnahme der Aktivität mehr eintritt. Dabei hat FMN etwa 30–40fach größere Wirksamkeit als FAD. Das aktivierte, FMN enthaltende Apoenzym ist wieder die normale funktionsfähige Form der NADH-Dehydrogenase und zeigt deren Eigenschaften.Es wird vermutet, daß bei der Herstellung des Apoenzyms die prosthetische Gruppe in ihrer Bindung oder Lage am Enzymmolekül verändert, jedoch nicht abgespalten wird. Daraus resultiert der Zustand eines durch Temperaturwechsel verschiebbaren Gleichgewichtes zwischen einer wenig aktiven und einer aktiven Form des Apoenzyms.Die noch am Apoenzym befindliche prosthetische Gruppe kann durch Dialyse oder Gelfiltration mit Sephadex entfernt werden. Das Apoenzym ist jetzt nur noch bei Zusatz von Flavin aktivierbar.

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Verwendete Abkürzungen NADH reduziertes Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid - FMN Flavinmononucleotid - FAD Flavin-adenin-dinucleotid     

On the binding of mammalian cytochrome c in NADH- and succinate-cytochrome c-reductase from Rhodospirillum rubrum

Summary The effect of a number of salts on the activity of the particulate NADH-cytochrome c-reductase of Rhodospirillum rubrum was investigated. The enzyme was shown to be inhibited by the presence of these salts. With monovalent anions a relationship between the size of the anion and its capacity of inhibition is observed. Di- and trivalent anions inhibit more than do monovalent anions. Di- and trivalent cations cause very strong inhibition of the enzymatic activity. With all ions a relationship of the competitive type exists between cytochrome c and the ion tested.Results identical to those described are obtained when the oxidation of succinate is measured with cytochrome c as the electron acceptor.With these inibition experiments it was shown that a complex between mammalian cytochrome c and the phospholipids of the electron transport particles of R. rubrum is likely to be formed and that this complex rather than cytochrome c itself is the electron acceptor for NADH- and succinate-cytochrome c-reductase.

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Zusammenfassung Die Wirkung einer Reihe von Salzen auf die Aktivität der partikelgebundenen NADH-Cytochrom c-Reduktase aus Rhodospirillum rubrum wurde untersucht. Das Enzym wird durch die verschiedenen Salze unterschiedlich stark gehemmt. Bei einwertigen Anionen ist ein Zusammenhang zwischen dem Ionenradius und der Stärke der Hemmung zu erkennen. Zwei- und dreiwertige Anionen hemmen das Enzym mehr als einwertige. Zwei- und dreiwertige Kationen sind vergleichsweise sehr starke Inhibitoren. Bei allen untersuchten Ionen besteht eine Beziehung kompetitiver Art zwischen Cytochrom c und dem betreffenden Ion.Völlig analoge Ergebnisse werden bei der Bestimmung der Oxydation von Succinat mit Cytochrom c als Elektronenacceptor erhalten.Mit diesen Hemmungsexperimenten kann die Bildung eines Komplexes zwischen Cytochrom c aus Herzmuskel und den Phospholipiden der Elektronentransportpartikel von R. rubrum wahrscheinlich gemacht werden. Daraus ist zu folgern, daß der Komplex und nicht Cytochrom c allein der wirksame Elektronenacceptor für NADH- und Succinat-Cytochrom c-Reduktase ist.

     

Synthese und Eigenschaften von an DEAE-Cellulose immobilisierter Aldehydoxydase aus Schweineleber

Aldehyde oxidase from pig liver was adsorptively bound to DEAE-cellulose. The data of immobilization and the properties of the immobilized enzyme are reported. Its maximum half-life is 36 days. The pH-optimum is displaced toward lower pH-values and independent from the substrates proved. Temperature optimum and substrate specifity, however, don't change during immobilization. Contrary to the soluble enzyme the aldehyde oxidase adsorbed to DEAE-cellulose displays a two-phase ARRHENIUS plot.     

Untersuchungen zur Regulation der Bacteriochlorophyll-Synthese bei Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Wenn Rhodospirillum rubrum aus aeroben Dunkelkulturen in ein synthetisches Medium übertragen und anaerob im Licht bebrütet wird, beginnt die Bacteriochlorophyllbildung bereits nach 1 Std, das Wachstum erst nach 5–8 Std Bebrütung. — Puromycin (10 g/ml) und Chloramphenicol (20 g/ml) hemmen in diesen Kulturen Protein- und Pigmentsynthese vollständig. Eine Hemmung wird auch beobachtet, wenn die Antibiotica erst mehrere Stunden nach Beginn der Lichtbebrütung zugesetzt werden. Synthese von Thylakoidprotein und Bacteriochlorophyll scheinen regulatorisch gekoppelt zu sein.Actinomycin C (D) (40 g/ml) und Mitomycin (1 g/ml) hemmen die Bacteriochlorophyllbildung enbenfalls. Die Thylakoidbildung ist vom Vorhandensein einer funktionsfähigen DNS und RNS abhängig.Die spezifische Aktivität der -Aminolaevulinsäuresynthetase nimmt in anaeroben Lichtkulturen gegenüber aeroben Dunkelkulturen um etwa das Vierfache zu. Sie wird durch die verwendeten antibiotica nicht beeinflußt. Die Biosynthese des Enzyms wird durch Mitomycin und Puromycin, nicht aber durch Actinomycin gehemmt.

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Summary If dark-aerobically grown Rhodospirillum rubrum is transferred to anaerobic conditions in the light, the synthesis of photosynthetic pigments starts after 1 or 2 hours. The growth of the culture begins in the synthetic medium not before 5 hours incubation. In these cultures Puromycin (10 g/ml) and Chloramphenicol (20 g/ml) inhibit synthesis of protein and bacteriochlorophyll both. An inhibition is also observed when the antibiotics are added some hours after the beginning of anaerobic light incubation.The synthesis of chromatophore protein and bacteriochlorophyll are likely connected by gen-regulation.Actinomycin C (D) (40 g/ml) and Mitomycin C (1 g/ml) inhibit the bacteriochlorophyll synthesis likewise. The effect of actinomycin is increased by preincubation with the antibiotic in the dark. Mitomycin C stops synthesis of bacteriochlorophyll and protein even if it added after preincubation in the light.The level of -aminolevulinic acid-synthetase increased fourfold in anaerobic light-cultures compared to dark-aerobically grown cells. The activity of the enzyme is not influenced by the antibiotics. But the rate of biosynthesis is inhibited by Puromycin and Mitomycin, but not by Actinomycin.

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Abkürzungen im Text ALS -Aminolaevulinsäure - B-Chlorophyll Bacteriochlorophyll - DNS Desoxyribonucleinsäure - RNS Ribonucleinsäure     

Die Fettsäuren in ganzen Zellen,Thylakoiden und Lipopolysacchariden von Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas capsulata

Zusammenfassung Die photosynthetischen Bakterien Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas capsulata wurden auf ihre Fettsäurezusammensetzung untersucht. Die Hauptfettsäuren von R. rubrum waren C_16:0 (11%), C_16:1 (30%) und C_18:1 (52%). Vaccensäure (C_18:1) bildete 94% der Fettsäuren von Rps. capsulata. Anaerobe Lichtzellen (thylakoidhaltig) unterschieden sich nicht in ihrem Fettsäuremuster von aeroben Dunkelzellen (thylakoidfrei). Gereinigte Thylakoide aus Lichtzellen zeigten das gleiche Fettsäuremuster wie die ganzen Zellen.Nach Phenol/Wasser-Extraktion der ganzen Zellen bei 68° C war bei beiden Organismen sowohl aus Licht- als auch aus Dunkelzellen eine Substanz aus der gäßrigen Phase isolierbar, welche in den Sedimentationseigenschaften mit den Lipopolysacchariden der Enterobacteriaceae übereinstimmte und nach orientierenden Untersuchungen Zucker enthält. Aus ihr wurde ein Fettsäuregemisch gewonnen, dessen Zusammensetzung von dem aus ganzen Zellen erheblich abwich. In Rps. capsulata enthielt es C_12:1 (40%) und C_16:0 (50%), während in R. rubrum sich das Fettsäuremuster über den Bereich von C₁₀ bis C₂₀ erstreckte. Licht- und Dunkelzellen wiesen in dieser Substanz Unterschiede in der Fettsäurezusammensetzung auf. Der quantitative Anteil der Fettsäuren in dieser Substanz, bezogen auf die Gesamtfettsäuren der Zelle, betrug in Licht- und Dunkelzellen 5–7%. Hydroxy-myristinsäure ließ sich in beiden Organismen nicht nachweisen.

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Fatty acid composition of whole cells, thylakoids and lipopolysaccharides of Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas capsulata

Summary The fatty acid composition of the photosynthetic bacteria Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas capsulata was investigated. The bulk of fatty acids of R. rubrum consisted of C_16:0 (11%), C_16:1 (30%), and C_18:1 (52%). The major fatty acid of Rps. capsulata was vaccenic acid (C_18:1), which accounted for 94% of the total fatty acids. Cells of both organisms, which were grown anaerobically in the light and fitted out with thylakoids had the same fatty acid composition as cells grown aerobically in the dark, which have no thylakoids.Purified thylakoids had the same fatty acid pattern as whole cells. Whole cells of light and dark cultures were extracted with phenol/water at 68° C. An opalizing fraction in the aqueous phase was sedimentable in the ultracentrifuge like the lipopolysaccharides of the Enterobacteriaceae. The pattern of fatty acids in this compound differed considerably from that of whole cells. The major fatty acids in this macromolecular fraction were C_12:1 (40%) and C_16:0 (50%) in Rps. capsulata, whereas in R. rubrum the whole range of fatty acids from C₁₀ to C₂₀ was demonstrable. Light and dark grown cells differed in the fatty acid composition of that compound. The fatty acid content of the extracted fraction accounted for 5–7% of the total fatty acids of whole cells. No hydroxymyristic acid could be identified in either R. rubrum or Rps. capsulata.

     

Diatomeen von der Sinai-Halbinsel und aus dem Libanon-Gebiet

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden 32 Aufsammlungen von der Sinai-Halbinsel, aus dem Libanon und aus Südpalästina auf ihren Gehalt an Diatomeen untersucht. Bei dem Material handelt es sich um Laubmoose und Teile von Phanerogamen, die an Felsen der Hochgebirge, an Quellen Bowie in den Wâdis und Oasen gesammelt wurden, eine Probe entstammt dem Litoral des Toten Meeres.Insgesamt warden 149 Formen festgestellt, die rich auf 122 Arten und 28 Gattungen verteilen. Davon leben im Sinaigebiet 132 Formen (112 Arten in 27 Gattungen), in Palästina 58 Formen (54 Arten in 19 Gattungen). Davon wurden folgende Formen als neue Arten bzw. Variationen beschrieben: Achnanthes coarctata var. sinaensis nov. var. (S 43, S. 53, Fig. 6,7). Amphora strigosa nov. spec. (S. 44, S. 53, Fig. 30–33) Caloneis desertorum nov. spec. (S. 45, S. 54, Fig. 8,9) Cymbella Kolbei nov. spec. (S. 46, S. 53, Fig. 20–26) — monticola nov. spec. (S. 46, S. 53, Fig. 45, 46). Fragilaria fonticola var. sinaica nov. var. (S. 46, S. 53, Fig. 1–4). Hantzschia fenestrata nov. spec. (S. 48, S. 53, Fig. 47–50). Navicula mutica v. graciles f. apiculata n.f. (S. 49, S. 54, Fig. 36). Nitzschia desertorum nov. spec. (S. 50, S. 53, Fig. 53–55). Pinnularia Kneuckeri nov. spec. (S. 50, S. 54, Fig. 22–32).Die Flora setzt rich im wesentlichen aus kosmopolitischen und eurytopen Formen zusammen, nur 13 Arten können als tropische Formen bezeichnet werden. Der Anteil der Halophyten ist mit 22% der Formen = 26% der Arten verhaltnismÄssig hoch, innere Schalen und Kratikularbildungen warden häufig beobachtet.Als Ursache sowohl der allgemeinen Artenarmut als auch der stärkeren Beteiligung der Halophyten Bowie des häufigen Auftretens innerer Schalen sind die geologischen und klimatologischen Verhältnisse des Gebiets anzusehen.Abschliessend werden systematische Bemerkungen zu einigen der der beobachteten Formen gegeben.