Einfluß von Ferredoxin auf Ferredoxin-NADP-Reduktase

Summary Transhydrogenase and diaphorase activity of ferredoxin-NADP reductase are enhanced by plant ferredoxins. This stimulation is specific; ferredoxin cannot be replaced by sulfhydryl compounds such as cysteine or dithiothreitol, the apoprotein of ferredoxin or Fe²⁺, Fe³⁺ ions.The effect is particularly obvious with the reductase from the heterokont algaBumilleriopsis filiformis Vischer.Reductase and ferredoxin form a complex in the molar ratio of 1:1, which is sensitive to high ionic strength. Under these conditions the complex is destroyed thus eliminating the enhancement by ferredoxin of both transhydrogenase and diaphorase activities. It is concluded that the effect is due to complex formation.Higher concentrations of NAD (>3 mM) and of NADPH (>0.01 mM) inhibit transhydrogenase activity without any effect on its enhancement by ferredoxin. A specific binding site on the reductase for ferredoxin is assumed for which NAD is a poor competitor. Only in the absence of ferredoxin does NAD seem to activate the reductase by occupying both the ferredoxin site and that of the pyridine nucleotides. Reaction kinetics (as a function of NAD concentration) therefore switch from a sigmoid shape when no ferredoxin is added to the normal hyperbolic shape in its presence. Kinetic studies further suggest a ping pong type reaction mechanism for the transhydrogenase and diaphorase reaction. A possible change of the underlying mechanism in the presence of ferredoxin is discussed.     

Einfluß von außenfaktoren auf den fortpflanzungsmodus heterogoner rotatorien

Summary Monogonont rotifers reproduce parthenogenetically or sexually. The proportion of sexual females in a population (rate of mixis) can be modified by external factors. Published data about these factors are inconsistent and in part even contradictory (Table 1).In summer 1967 we made quantitative plankton studies in 15 tanks (0.3 to 50 m³). The following parameters were recorded every third day: population density, egg rate (eggs/female), and rate of mixis of the three rotifer species Brachionus calyciflorus, B. rubens and B. angularis; pH, temperature, rainfall, and phytoplankton biomass (dry weight). The latter was subdivided into three categories: ultra, nanno and micro-plankton.A correlation analysis of the environmental factors revealed many intercorrelations (Table 2). The coefficients of correlation between each rate of mixis and all other parameters are given in Table 3. A most striking result is the absence of significant correlations among the rates of mixis of the three species. This means that the periods of sexuality of the three related species are independent of one another in the same biotope. No one factor shows a consistent positive or negative correlation with the rates of mixis of all three species. But there are no contradictions, i.e., none of the parameters is correlated positively in one species and negatively in another species. Positive correlations (or none) are demonstrated with temperature, changing of temperature, and micro-phytoplankton; negative correlations (or none) with total phytoplankton, ultra-phytoplankton, nanno-phytoplankton, eggs/female, and population density of the competing Brachionus species; in no case are significant correlations found with pH and rainfall. That factors with significant correlations do not show these correlations with all species could be due to different threshold values of the mixis-inducing factors in the three rotifer species.In one respect our analysis is at variance with previous findings: whereas in all published data the population growth rate promotes the rate of mixis, we find in no case a significantly positive correlation between the rate of mixis and the population growth rate, or the rate of eggs/female. In some cases we find a significantly negative correlation.At present it is difficult to decide, whether the significant factors influence the rate of mixis directly or indirectly. The intercorrelations of the factors (Table 2) suggest that in many if not most cases these influences are indirect. tionsdichte von B. calyciflorus (bei B. rubens). Der letzte Effekt ist wahrscheinlich auf Konkurrenz zurückzuführen (Halbach, in Vorbereitung).

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Herrn Prof. Dr. H.-J. Autrum in Verehrung und Dankbarkeit zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Der Geißelapparat von Rhodopseudomonas palustris

Zusammenfassung Rhodopseudomonas palustris Stamm 11/1 wirft bei Änderung der Umweltsfaktoren seine subpolar inserierende Geißel ab. Dieser Vorgang erfolgt auch während niedrigtouriger Zentrifugation. Die im Zentrifugenüberstand strukturell vollkommen erhaltenen Geißeln werden durch differentielle Zentrifugation angereichert und gereinigt.Durch Behandlung der Geißeln mit Aqua bidest. oder durch Einfrieren (-15° C) und Auftauen der in Aqua bidest. oder 0,05 M Trispuffer (pH 7,4) suspendierten Geißeln dissoziieren die Geißelfilamente, während die Geißelhaken strukturell erhalten bleiben. Auf diesen Eigenschaften basiert die Isolationsmethode der Geißelhaken.Ammonsulfatfällungen in Suspensionen dissoziierter Geißeln führen zur Aussalzung der protein-(flagellin-)haltigen Komponenten (1. Aqua bidest. lösliches, feinflockiges Präcipitat; 2. Aqua bidest. unlösliches, grobflockiges Material), während nach Zentrifugation das nichtproteinhaltige Geißelscheidenmaterial im Überstand verbleibt.Die scheidenhaltigen Geißeln von Rhodopseudomonas palustris enthalten nur eine einzige Proteinkomponente, das Flagellin, aus dem die core-Untereinheiten bestehen.

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The flagellar apparatus of Rhodopseudomonas palustris IV. Isolation of the flagellum and its parts

Summary Rhodopseudomonas palustris, strain 11/1, loses its flagellum when the environment is changed, f.e. during low speed centrifugation. The flagella which are well preserved in their structure are found in the supernatant of such centrifugation. They can be purified by differential centrifugation.By treatment of the flagella with distilled water or by freezing (-15°C) and thawing the flagellar filament is decomposed into subunits, whereas the flagellar hook does not become desintegrated. By using this procedure the flagellar hooks have been isolated.The solubilized flagellar filament material was precipitated by treatment with ammonium sulfate. Two different flagellin containing fractions were obtained, one is a fine precipitate which is soluble in distilled water, the other one is an unsoluble flocky material. After spinning down the protein containing fractions the nonproteinous sheath material remains in the supernatant.There is only one protein fraction in the total sheathed flagellum. This protein is the flagellin component of the core subunits.

     

Der Geißelapparat von Rhodopseudomonas palustris

Zusammenfassung Das Molekulargewicht der Flagellin-Moleküle der Rhodopseudomonas palustris-Geißeln konnte durch Ultrazentrifugation zu MG=15500 bestimmt werden; die Gelelektrophorese lieferte den sechsfachen Wert (MG=93000).Die Flagellin-Moleküle sind gekennzeichnet durch einen sehr hohen Gehalt an Serin, Threonin, Asparaginsäure, Glycin, Alanin und Leucin. Verglichen mit Flagellin-Molekülen anderer Bakterien ist der molare Gehalt des Rhodopseudomonas palustris-Flagellins an Serin, Threonin und Glycin ungewöhnlich hoch, der Gehalt an Glutaminsäure und Arginin relativ niedrig. Das Flagellin-Molekül ist aus 158 Aminosäuren aufgebaut.Geißelfilament und Geißelhaken unterscheiden sich durch ihren Protein- und Serin-Gehalt. Der Geißelhaken enthält voraussichtlich zwei Proteinkomponenten: Flagellin-Moleküle, die das Geißelhaken-(und Geißelfilament-)core aufbauen, und Flagellin-Moleküle, die das central core des Geißelhakens bilden. Das central core-Flagellin weist einen 45% höheren Seringehalt als das core-Flagellin auf.Es wird die Hypothese aufgestellt, daß der hohe Seringehalt der central core-Untereinheiten verantwortlich ist für die Stabilität des Geißelhakens durch Ausbildung von Wasserstoffbrücken. Ebenfalls wird vermutet, daß der sehr hohe Gehalt des Rhodopseudomonas palustris-core-Flagellins an OH-Gruppen tragenden Aminosäuren eine Bindung der Scheidenuntereinheiten bewirkt.

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The flagellar apparatus of Rhodopseudomonas palustris VI. Characterization of flagellin

Summary Flagellin molecules of Rhodopseudomonas palustris have a molecular weight of 15,500 when they are determined in the analytical ultracentrifuge. But when the method of electrophoresis in polyacrylamide gels is used, their molecular weight is 93,000.Flagellin molecules are characterized by a high content of serine, threonine, aspartic acid, glycine, alanine, and leucine. In comparison with the flagellin molecules of other bacteria those of Rhodopseudomonas palustris contain extremely high values of serine, threonine and glycine while the proportion of glutamic acid and arginine is relatively low. The flagellin molecule is built up of 158 amino acids.The flagellar filament and the flagellar hook differ in content of total protein and of serine. The flagellar hook probably contains two protein components: one kind of molecule constitutes the core of the hook; an other kind of flagellin molecule is present in the central core. The serine content of flagellin of the central core is 45% higher than that of flagellin of the core.It is postulated that the high content of serine may be responsible for the stability of the flagellar hooks through the development of hydrogen bridges. It is also assumed that the high level of amino acids with OH-groups in the core flagellin causes the binding of the subunits of flagellar sheath.

     

Einfluß von SO2 auf den Aminosäurestoffwechsel von Erbsenkeimlingen

Zusammenfassung Langfristige Begasung von Erbsenkeimlingen mit SO₂ verursacht typische Veränderungen der Konzentration freier Glutaminsäure und freien Glutamins. Gleichzeitig werden die Aktivitäten der Glutamatdehydrogenase und der Glutaminsynthetase in charakteristischer Weise beeinflußt. Die Glutaminsäurekonzentration steigt nur an, wenn kurzfristig mit niedrigen SO₂-Konzentrationen (bis 0,3 ppm) begast wird. Dagegen ist immer ein Anstieg der Glutaminkonzentration zu beobachten, unabhängig von der Konzentration des Schadgases. Ähnlich verhält sich die Glutamatdehydrogenase, deren Aktivität (reduktive Aminierung) generell ansteigt. Werden die Wurzeln begaster Keimlinge unter Verwendung derselben Kriterien analysiert, ergeben sich Befunde, die denen im Sproß analog sind. Die Ergebnisse sprechen dafür, daß Stoffwechselwege intensiviert werden, die sich von der Glutaminsäure herleiten. Darauf deutet der Konzentrationsanstieg des Glutamins sowie ein vermehrtes Auftreten der -Aminobuttersäure hin.

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Influence of SO₂ on the amino acid metabolism of pea seedlings

Summary Long-termed fumigation of pea seedlings with SO₂ caused typical alterations of the concentration of free glutamate and glutamine as well as fluctuations of the activity of glutamate dehydrogenase and glutamine synthetase. Shortly after the beginning of the fumigation with low concentrations of SO₂ (up to 0,3 ppm) the amount of glutamate increased. The concentration of glutamine however increases always independently of the concentration of SO₂. The activity of glutamate dehydrogenase (reductive amination of -ketoglutarate) generally increased. In roots of fumigated seedlings the effects of SO₂ on the concentration of both glutamate and glutamine as well as on the activity of GDH are quite similar to those observed in shoots. Metabolic sequences derived from glutamate seem to be activated by SO₂ as can be seen by the increase of the concentration of glutamine and -aminobutyric acid.

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Vortrag, gehalten bei der Tagung der Ökologischen Gesellschaft in Konstanz.     

Der Einfluß von Na-Fluorescein auf die Feinstruktur der Wurzelhaare von Lepidium sativum

Summary Cytoplasmic disarrangements in the root hairs of Lepidium sativum caused by the vital stain Na-fluorescein (Uranine) after applications of different duration were analyzed by electron microscopy. After an application time of eight min there appear microbody-like structures and vacuoles in the cytoplasm. After a 16-min application severe disorganizations of membranes are brought about. There are distortions and dissolutions of the internal mitochondrial structures. The long cisternae of the ER are fragmented. Vesicle-like structures with a twofold border appear, which probably arise from Golgi cisternae transformed into rings. Between the cell wall and the plasmalemma, which is masked by a substance of high contrast, vacuole-like structures are formed. As these processes coincide with the extrusion of the dye from the cytoplasm, which may be observed in the light microscope, a connection between the two phenomena is assumed, the possibility of which is discussed under the aspect of decompartimentation.     

Der Einfluß von Redoxindicatoren auf die Säurebildung von Streptococcus lactis

Zusammenfassung Der Einfluß von acht Redoxindicatoren mit abgestuften Normalpotentialen zwischen E ₀=-340 mV und E ₀=+115 mV ist in einem Flüssigsubstrat auf die Säurebildung von Streptococcus lactis untersucht worden.Durch Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-122 mV und +115 mV (Nilblau, Methylenblau, Brillantkresylblau, Toluylenblau) konnte die Milchsäurebildung, besonders bei niederen Farbstoffkonzentrationen (4·10^-5 und 10^-4 m/l), signifikant gefördert werden. Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-289 mV und-122 mV (Safranin T, Phenosafranin, Janusgrün, Nilblau) hemmten dagegen die Produktion von Milchsäure in allen oder in der Mehrzahl der angewendeten Konzentrationen. Niblau, das am übergang der beiden Potentialbereiche liegt, förderte die Milchsäurebildung sehr stark bei niederen und hemmte ebenso stark bei höheren Konzentrationen.Die Bildung von flüchtigen Säuren wurde durch keinen der Farbstoffe gefördert. Eine Hemmung trat durch Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-289 mV und +47 mV (Safranin T, Phenosafranin, Janusgrün, Nilblau, Methylenblau, Brillantkresylblau) ein. Janusgrün hemmte die Bildung flüchtiger Säuren in allen untersuchten Konzentrationen zwischen 4·10^-5 und 4·10^-4 m/l. Je weiter das Normalpotential des hemmenden Farbstoffes von dem Normalpotential des Janusgrüns abwich, desto geringer wurde die Hemmung in der geringsten Konzentrationsstufe von 4·10^-5 m/l. Diese Unterbindung der Hemmwirkung wirkte sich in Richtung auf negativere Normalpotentiale mehr aus als in Richtung auf positivere Normalpotentiale.Durch die beiden Farbstoffe mit den extremsten Normalpotentialen (Neutralrot E ₀=-340 mV, Toluylenblau E ₀=+115 mV) wurde weder die Produktion von Milchsäure noch die von flüchtigen Säuren merklich gehemmt. Eine Förderung der Milchsäurebildung konnte von beiden Farbstoffen nur durch Toluylenblan in der geringsten Konzentration (4×10^-5 m/l) erzielt werden.

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The influence of redox indicators on the acid formation in Streptococcus lactis

Summary The influence of 8 redox indicators with graded standard redox potentials between E ₀=-340 mV and E ₀=+115 mV was tested for the acidification by Streptococcus lactis in a liquid medium.By redox indicators with standard redox potentials between-122 mV and +115 mV (Nile blue, methylene blue, brillant cresyl blue, and toluylene blue) the formation of lactic acid could be significantly increased, especially with low dye concentrations (4×10^-5 and 10^-4 m/l). Dyes with standard redox potentials between-289 mV and-122 mV (safranine T, phenosafranine, Janus green, Nile blue) on the other hand retarded the production of lactic acid by Strept. lactis in all or most of the dye concentrations used. Nile blue-representing the transition point between the two sections of redox indicators-increased the production of lactic acid very much in low concentrations and inhibited it as much in high concentrations.The production of volatile acids was not increased by any dyestuff. It was delayed by dyes with standard redox potentials between-289 mV and +47 mV (safranine T, phenosafranine, Janus green, Nile blue, methylene blue, brillant cresyl blue). Janus green retarded the production of volatile acids in all analysed concentrations between 4×10^-5 and 4×10^-4 m/l. The greater the difference between the standard redox potential of the inhibiting dye and the standard redox potential of Janus green the smaller was the retarding effect in the lowest degree of concentration of 4×10^-5 m/l. This stopping of the retarding effect was more effective towards standard redox potentials more negative then towards more positive ones.The two dyes with the most extreme standard redox potentials (neutral red E ₀=-340 mV, toluylene blue E ₀=+115 mV) didn't obviously delay any acid formation, neither the production of lactic acid nor that of volatile acids. Of the two dyes only toluylene blue in the lowest concentration used (4×10^-5 m/l) caused an increased production of lactic acid.

     

Der Einfluß von Licht auf die Atmung von Chlorella bei gehemmter Photosynthese

Summary On illumination with blue light the O₂-uptake of Chlorella pyrenoidosa (211-8b) in which photosynthetic O₂-liberation has been suppressed by 10^-5M DCMU initially decreases, but in the course of 5–10 min increases over that in preceding darkness (Fig. 1). Whereas an enhancement of O₂-uptake is already induced by traces of blue radiation and saturated at about 1.5x10^-10einsteins cm^-2sec^-1, the initial inhibition of O₂-uptake can be measured only after application of more than 1.5×10^-10einsteins cm^-2sec^-1 (Fig. 2).The long induction time that passes before a steady enhancement in O₂-uptake is reached, the low energy requirement of the enhancement, and its spectral dependence with greatest efficiency of wavelengths around 455 nm and 375 nm and no effect of wavelengths beyond 520 nm (Fig. 3) resemble the corresponding data found earlier for an enhancement of respiration by light in a chlorophyll-free, carotenoidcontaining Chlorella mutant. It is therefore likely that the increased O₂-uptake in DCMU-poisoned cells of wild type Chlorella depends on an increase in respiration. The pigment involved is not known, but from the action spectrum it could be a flavin or a cis-carotenoid.In contrast to the increase the initial decrease in O₂-uptake does not show up in strong blue light only, but is also present in red light in which it stays constant throughout the period of measurement of 20 min (Fig. 4). Its intensity dependence is similar in blue and in red light; the lower efficiency of blue, which appears in Fig. 5, is at least partially due to the time interval of 5 min chosen for its determination: in these first 5 min after the beginning of blue illumination the slow increase in respiration already begins. The spectral dependence of the decrease in O₂-consumption in the red part of the visible spectrum yields greatest activity around 680 nm, a slow drop towards 525 nm and a steep one towards 743 nm (Fig. 6). From that and the absence of any after-effect of red light on the O₂-consumption in following darkness (Fig. 8), which might be expected if phytochrome action were involved, we think chlorophyll to be the pigment responsible for light-dependent inhibition of O₂-uptake. A mutant of Scenedesmus, Bishop's Nr. 11, which is unable to evolve photosynthetic oxygen, behaves just like DCMU-poisoned Chlorella (Fig. 7). We therefore consider the decreased O₂-consumption in the light to result from a partial inhibition of respiration and not from remaining photosynthesis unaffected by 10^-5M DCMU. As photosystem I still operates in Bishop's mutant 11 as well as in DCMU-poisoned Chlorella, illumination might lead to an accumulation of ATP by cyclic photophosphorylation and thus to a lowering of the cellular ADP level. This could result in a slowing down of glycolysis and consequently of respiratory O₂-uptake.     

Membranfluß und Nucleosiddiphosphatase-Reaktion in Wurzelhaaren von Lepidium sativum

Summary Root hairs of Lepidium sativum were incubated with a Wachstein-Meisel medium in experiments designed to localize the activity of nucleoside diphosphatase(s). Electron dense precipitates were found in the ER and in Golgi cisternae of the secretory face of the dictyosomes and their adjacent Golgi vesicles. Such precipitates were absent in the Golgi cisternae of the regeneration face of the dictyosomes and in the detached Golgi vesicles which extrude pectic cell wall substances. These results may be the consequence of the normal cycle of membrane compounds associated with the secretion in which the nucleoside diphosphatase(s) participate (by activation and inactivation) as one of the cycling components. Alternatively the nucleoside diphosphatase(s) may undergo a special cycle in which they are transferred from one cisterna or its vesicles to the next as part of the process of cisternal maturation.     

Einfluß von Phospholipiden auf den Stärkemetabolismus

Summary The presence of phospholipids reduces the breakdown of amylose catalyzed by -amylase, phosphorylase and -amylase. The activities of the -amylases of sweet potato (Ipomoea batatas) and barley (Hordeum vulgare L.) disminish to less than 10% of the activity in the control without the phospholipids. When the amylose was complexed with phospholipids the activity of the -amylase of Bacillus subtilis was reduced to about 25% of the control value. A similar effect was observed for the amylases of Zea mays leaves. The phosphorylase effected almost no phosphorolysis of the complexed amylose, but starch synthesis from glucose-1-phosphate proceeded at a rate that was about 60% of that with pure amylose. The activity of the synthetase from bundle sheath cells of maize leaves was not influenced much by the presence of phospholipids, whereas the branching enzyme of maize endosperm did not produce any amylopectin from the complexed amylose. —These facts could explain the simultaneous deposition of amylose and amylopectin in the starch granules. Some of the newly formed glucan chains may be protected by formation of a complex with the phospholipids. This protected amylose can not undergo branching or breakdown, but it can be elongated owing to the activity of synthetase or phosphorylase. Amylopectin is formed from the chains that are not complexed.     

Einfluß von Montmorillonit auf die Bildung von Biomasse und Stoffwechselzwischenprodukten durch einige Mikroorganismen

Zusammenfassung Die Zugabe von Montmorillonit zu Kulturlösungen verschiedener Mikroorganismen ergab bei Schüttel- oder Standkulturen meist eine Steigerung der Biomasse und einen erhöhten Nährstoffverbaruch. Diese Steigerung wurde besonders unter aeroben Verhältnissen und in den ersten Wachstumsphasen beobachtet. Die Bildung von Äthanol durch S. cerevisiae bzw. Citronensäure durch A. niger war beschleunigt, aber nicht wesentlich erhöht. Manometrische Messungen mit S. cerevisiae ergaben in Abhängigkeit von der Montmorillonit-Konzentration einen höheren RQ. Die Relation der Biomasse zu verbrauchter Glucose deutet auf eine bessere Ausnutzung der Energiequelle für synthetische Prozesse hin.

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Influence of montmorillonite on the formation of biomass and metabolic products by some microorganisms

Summary The addition of montmorillonite to stationary and shake-cultures of various microorganisms usually increased total biomass formation and accelerated the utilization of nutrients. These effects were noted especially under aerobic conditions and during the initial growth phases. The formation of ethanol by S. cerevisiae and citric acid by A. niger was accelerated, but not significantly increased. manometric measurements with S. cerevisiae showed a higher RQ which increased with increasing montmorillonite concentrations. The relation between biomass formation and glucose consumption indicates a more efficient utilization of the energy source for synthetic processes.

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Abkürzung: Montmorillonit wird im Text als M bezeichnet.     

Der Einfluß von Gibberellin und Colchizin auf die Keimung und das Keimlingswachstum von Sommergerste

Ohne ZusammenfassungMit 5 Abbildungen     

Intrazelluläre Lokalisation von Enzymen des Flußkrebses

Zusammenfassung Es werden Eigenschaften von Mitochondrien des Flußkrebses untersucht. Als bestes Isolationsmedium erwies sich eine gepufferte 0,1 M KCl-Lösung mit 0,001 M EDTA und 0,001 M ATP. Flußkrebsmitochondrien sind sehr viel empfindlicher gegenüber mechanischer Beanspruchung als Mitochondrien der Mäuseleber.Unterschiede zwischen sehr schonend isolierten und durch inadäquate Isolierungsmethoden geschädigten Mitochondrien werden im elektronenmikroskopischen Bild gezeigt.Die intrazelluläre Verteilung folgender Enzyme wurde mit Hilfe der successiven Enzymextraktion aus unzerstörten Zellen untersucht: Lactatdehydrogenase, Glucose-6-phosphatdehydrogenase, Malatdehydrogenase, Glutamatdehydrogenase, Hydroxyacyl-Coenzym A-dehydrogenase, Ketoacylthiolase, Hydroxymethylglutaryl-Coenzym A-synthase, Succinyl-Coenzym A-transferase und Proteasen der Mitteldarmdrüse.Durch leichte Extrahierbarkeit sind Lactatdehydrogenase und Glucose-6-phosphat-dehydrogenase auch beim Flußkrebs als cytoplasmatische Enzyme charakterisiert.Glutamatdehydrogenase, Hydroxyacyl-Coenzym A-dehydrogenase, Thiolase und Hydroxymethylglutaryl-Coenzym A-synthase werden erst nach agressiver Homogenisation freigesetzt, sind demnach wie bei Säugetieren offenbar partikelgebunden.Succinyl-Coenzym A-transferase und Malatdehydrogenase werden zum Teil in den ersten Extraktionsschritten, zum Teil erst nach der Homogenisation freigesetzt. Die nach der Homogenisation freigesetzte MDH (M-MDH) unterscheidet sich von der in den ersten Extraktionsschritten freigesetzten (C-MDH) durch starke Hemmbarkeit mit überschüssigem Oxalacetat. Bei der Succinyl-Coenzym A-transferase besteht kein Unterschied in der Hemmbarkeit durch Acetoacetyl-CoA oder Succinat zwischen den einzelnen Fraktionen. Die scheinbare K_m für Succinat liegt bei 30 mM.Enzymmessungen an Homogenaten der Mitteldarmdrüse werden gestört durch Proteasen. Diese Proteasen werden zur Hauptsache beim ersten Extraktionsschritt herausgelöst. Es wird angenommen, daß hierbei vor allem Verdauungssaft aus den feinen extrazellulären Tubuli dieses Organs extrahiert wird. Methoden werden geschildert, die zu einer Abschätzung der wahren Aktivitäten anderer Enzyme in Mitteldarmdrüsen-Homogenaten führen.

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Intracellular localization of enzymes in the crayfishEnzymes of fatty acid oxidation, and of ketone body metabolism, dehydrogenases of energy yielding metabolism, and proteases of hepatopancreas

Summary Properties of the mitochondria from the crayfish have been investigated. Buffered 0,1 M KCl with 0,001 M ATP proved to be the best medium for the isolation. Mitochondria of the crayfish are much more sensitive to mechanical stress than mitochondria of mouse-liver.Differences between carefully isolated mitochondria of the crayfish and those damaged by an inadequate method are demonstrated electron microscopically.The intracellular localization of the following enzymes has been investigated by successively extracting them from non-disrupted cells: Lactate-dehydrogenase, glucose-6-phosphate-dehydrogenase, glutamate-dehydrogenase, hydroxyacyl-coenzyme-A-dehydrogenase, ketoacyl-coenzyme A-thiolase, hydroxymethylglutarylcoenzyme A-synthase, succinyl-coenzyme A-transferase and proteases of the hepatopancreas.Lactate-dehydrogenase and glucose-6-phosphate-dehydrogenase are characterized as cytoplasmatic enzymes because of their easy extraction.Glutamate-dehydrogenase, hydroxyacyl-coenzyme A-dehydrogenase, thiolase and hydroxymethylgmtaryl-coenzyme A-synthase are soluble only after agressive homogenization and therefore are believed to be particle-bound.Succinyl-coenzyme A-transferase and malate-dehydrogenase are partly extracted in the first extraction step and partly after homogenization. The malate-hydrogenase delivered after homogenization (M-MDH) is different from the enzyme extracted in the first steps (C-MDH) in its inhibition by excess oxaloacetate. There is no difference between the fractions of succinyl-coenzyme A-transferase in the inhibition by excess acetoacetyl-coenzyme A or succinate. The apparent K _mfor succinate is 30 mM.Measurements of enzymes in homogenates of the hepatopancreas are disturbed by proteases. These proteases are mainly removed in the first extraction-step. It is believed that in this step for the most part extracellular gastric juice of the fine extracellular tubuli of hepatopancreas is extracted. Methods for estimating the real activities of enzymes in homogenates of the hepatopancreas have been described.

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Herrn Prof. Dr. G. Kümmel und Fräulein H. Claassen danke ich sehr für die elektronenmikroskopische Präparation und die freundliche Überlassung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen. Fräulein C. Kretschmer sei gedankt für ihre zuverlässige Mitarbeit beim biochemischen Teil dieser Arbeit.     

Außerkaryotische Vererbung von Pollensterilität bei Oenothera

Zusammenfassung Nach Kreuzungsversuchen erhielten wir Pflanzen, bei denen das B · l-Genom der Oenothera berteriana mit den außerkaryotischen Erbfaktoren der Oenothera blandina kombiniert war. Diese Pflanzen waren vollständig pollensteril. Die Fertilität des weiblichen Geschlechts war ebenfalls außerordentlich schwach.Auch nach erneuten Kreuzungsversuchen mit den Genomen B und l blieben die Fertilitätsverhältnisse unverändert.Die Ergebnisse zeigen, daß die Pollensterilität und die geschwächte Fertilität des weiblichen Geschlechts aus dem offenbar gestörten Zusammenwirken zwischen Oenothera berteriana-Genom und den außerkaryotischen Erbfaktoren der Oenothera blandina resultieren.

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Extrakaryotic inheritance of pollen sterility in Oenothera

Summary In crossbreeding tests we obtained plants having the B · l genome of Oenothera berteriana and the extrakaryotic genes of Oenothera blandina. The plants showed complete male sterility. The fertility of the female sex also was extremely low. The condition of fertility remained unchanged after further crossbreeding tests with the genomes B and l . According to these results the male sterility and the decreased fertility of the female sex is due to incompatible interaction between the karyotic genes of Oenothera berteriana and the extrakaryotic genes of Oenothera blandina.

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Angenommen durch R. Hagemann     

Der Einfluß von Tannin auf die Dehnbarkeit der Zellwand

Zusammenfassung Das Ziel vorliegender Arbeit war, die Wirkung von Tannin auf die Zellwanddehnbarkeit zu untersuchen. Sämtliche Versuche wurden mit 35 mm langen Hypokotylspalthälften 6 Tage alter Sonnenblumenkeimlinge ausgeführt. Die Zellwanddehnbarkeit solcher Spalthälften, die mit Glycerinlösung infiltriert waren, erfolgte mit einer Streckwaage. Nach einer 24stündigen Vorbehandlung in Tanninlösungen (5·10^–4 molar) wurde die Dehnbarkeit der Zellwände um 26% erniedrigt. Die tanninbedingte Abnahme der Wanddehnbarkeit war pH-abhängig. Sie war am stärksten bei pH 6 und sank mit zunehmender Säure des Inkubations-mediums. Bei pH 7 war die Dehnbarkeit tanninbehandelter Hypokotyle sogar stärker als die entsprechender Pufferkontrollen. Die Erniedrigung der Zellwanddehnbarkeit durch Tannin lief parallel zu einer Wachstumshemmung. Offensichtlich wirkt der Gerbstoff Tannin nicht direkt auf die Zellwand, da die Dehnbarkeit von Hypokotylgewebe nicht verändert wurde, wenn diese ohne Vorbehandlung mit einer tanninhaltigen Glycerinlösung infiltriert und plasmolysiert wurden. Die Wirkung auf die Zellwand scheint sekundärer Natur zu sein und über den Stoffwechsel abzulaufen. Mögliche Reaktionsmechanismen wurden ausführlich besprochen.

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Summary The aim of this paper was to investigate the effect of tannin on the extensibility of cell walls. All experiments were done with 35 mm hypocotyl sections of six days old sunflower-seedlings which were split longitudinally into two identical halves. The wall extensibility of those split halves which were plasmolysed by infiltration with glycerin was measured by using a special stretching apparatus. It was found that after a 24 hours preincubation period in tannin solutions (5·10^–4 molar) the extensibility of cell walls became reduced by 26 per cent. The rate of the tannin-caused decrease of cell wall extensibility was dependent on the acidity of the incubation fluid. It was highest at pH 6 and sank with increasing acidity of incubation medium. The extensibility of hypocotyls treated with tannin was at pH 7 even higher than that of corresponding buffer controls. The reduction of cell wall extensibility by tannin ran fairly parallel with a growth inhibition. It has been shown that there is obviously no direct action on the cell wall by tannin, since the extensibility of hypocotyl tissue was not affected if it was infiltrated and plasmolysed by a tannin containing glycerin solution without any pretreatment. The effect on the cell wall seems of secondary nature and acts probably via metabolic factors. Possible mechanisms are extensively discussed.

     

Einfluß verschiedener Unterlagen auf Wuchs und Ertrag von Schattenmorellen

Zusammenfassung Es wurden verschiedene Unterlagen hinsichtlich ihres Einflusses auf Wuchs und Ertrag insbesondere von Schattenmorellen untersucht. Dabei ergab sich, daß die Sämlinge einiger Vogelkirschenmutterbäume die Ertragsbildung wie den Wuchs der Schattenmorelle im negativen, die Nachkommen anderer im positiven Sinne beeinflussen. Die ausschließliche Verwendung ertragsbegünstigenderPrunus-avium-Nachkommenschaften läßt bedeutende Ertragssteigerungen zu. Die in Altenweddingen stehenden Mutterbäume entstammen den Hüttnerschen Auslesen.UnterPrunus mahaleb gibt es sowohl als Unterlagen bestens geeignete wie auch weitgehend unbrauchbare Genotypen. Die meisten derzeit verwendeten Sämlinge stellen infolge Nichtbeachtung des Herkunftswertes negative Auslesen dar. Werden nur obstbaulich wertvolle Formen von günstig zu beurteilenden Mutterbäumen verwendet, so lassen sich beachtliche Erträge erzielen, die über denen, die man mitPrunus-avium-Mischsaat guter Herkunft erreicht, liegen.An Beispielen werden einige Genotypen vonPrunus mahaleb im Hinblick auf ihr obstbauliches Verhalten beschrieben.Das Einzelfruchtgewicht von Schattenmorellen aufPrunus mahaleb ist in der Regel höher als das aufPrunus avium.Die erzielten grundlegenden Ergebnisse werden durch Beobachtungen in verschieden alten Quartieren mit teils recht unterschiedlich geeignetem Unterlagenmaterial ergänzt.Solange keine Sämlinge oder Klone zuverlässiger obstbaulicher Eignung vonPrunus mahaleb zur Verfügung stehen, können vorerst, wenn leichte Böden zu bepflanzen sind, Nachkommen von Heimann 10 empfohlen werden. Für vogelkirschenfähige Böden ist zunächst die verstärkte Verwendung vonPrunus avium anzuraten, wobei bestimmten als wertvoll erkannten Hüttnerschen Vogelkirschen, deren Eigenschaften, soweit sie bekannt sind, mit angeführt werden, der Vorzug zu geben ist.Mit 2 Abbildungen und 13 Tabellen     

Einfluß von Redox-Systemen auf die Bewegungsaktivität und das phototaktische Reaktionsverhalten von Phormidium uncinatum

Zusammenfassung Es wurde der Einfluß von 19 Redox-Systemen, deren Normalpotentiale im Bereich zwischen-0,44 V und +0,36 V liegen, auf die Bewegungsaktivität im Licht und im Dunkeln sowie auf die photo-phobotaktische Reaktion von Phormidium uncinatum untersucht. Für jede Substanz wurde bei allen drei Reaktionstypen die Dosis-Effekt-Kurve bestimmt und die ED 50 ermittelt.Die Photo-phobotaxis wird am stärksten durch Redox-systeme mit einem E ₀ zwischen ±0 und etwa +0,1 V gehemmt. Die maximale Wirksamkeit zeigt das Thionin mit einer ED 50 von 2·10^-7 m. Ein zweites Hemmungsmaximum liegt im Bereich der Viologene. Von diesen hemmt das Methyl-viologen mit einer ED 50 von 3,6·10^-6 m am stärksten. Substanzen mit Redox-Potentialen zwischen-0,25 und ±0 und mehr als +0,1 V sind schwächer wirksam, wenn auch keineswegs unwirksam. Offenbar wird die Photo-phobotaxis durch alle Redox-Systeme gehemmt, die aufgrund ihres Redox-Potentials Elektronen aus der Elektronentransportkette der Photosynthese abziehen können. Die stärkste Wirkung zeigen jedoch solche Substanzen, deren Redox-Potentiale die gleiche Größenordnung haben wie die der ersten Elektronen-Acceptoren der beiden Lichtreaktionen, d. h. Plastochinon und Ferredoxin.Die Empfindlichkeit der Photokinese gegen die Viologene ist etwa von der gleichen Größenordnung wie im Falle der Photo-phobotaxis. Mit abnehmender Negativität des E ₀ der geprüften Redox-Systeme wird der Hemmungseffekt jedoch rasch geringer, um zwischen ±0 und +0,05 V ein Minimum zu erreichen. Ein zweites Maximum der Wirkung auf die Photokinese wird zwischen +0,06 und +0,08 V erreicht, d. h. im E ₀ -Bereich von Thionin, PMS und Plastochinon. Allerdings liegt es um etwa eine Zehnerpotenz niedriger als das Hauptmaximum im Viologenbereich. Die stärkste Wirksamkeit auf die Photokinese zeigen also solche Substanzen, die auf dem Wege über das Ferredoxin, das cytochrom b ₆ oder das Plastochinon dem cyclischen Elektronentransport Elektronen entziehen und dadurch die cyclische Photophosphorylierung hemmen können.Auch die Hemmung der Dunkelbewegung zeigt eine deutliche Abhängigkeit vom Redox-Potential. Am stärksten hemmen solche Redox-Systeme, deren Redox-Potential zwischen-0,3 und-0,2 V sowie zwischen ±0 und +0,1 V liegt. Offenbar konkurrieren sie mit den natürlichen Gliedern der Atmungskette, NAD, Flavoprotein und Cytochrom b um die Elektronen und schließen hierdurch die Atmungskette kurz, was zu einer Hemmung der oxydativen Phosphorylierung und damit der Bewegung im Dunkeln führt.

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Effect of redox-systems on the motility and the phototactic reactions of Phormidium uncinatum

Summary The effect of 19 redox-systems on the motility and the photo-phobotactic reactions of Phormidium uncinatum has been investigated. The E ₀ -values of these substances covered the range between-0.44 and +0.36 V. As a measure of the inhibitory effect the ED 50, i.e. the concentration in m that inhibits the movement and the phototactic reactions to an extent of 50% of the control, has been used.Substances with an E ₀ between ±0 and about +0.1 V strongly inhibit the phobotactic responses. The maximum inhibition, an ED 50 of 2×10^-7 m, is shown by thionin, which has a redox-potential of +0.064 V. A second maximum of inhibition, smaller than the first, lies below-0.25 V, i.e. the range of viologenes and safranines. The most effective of these redox-systems is methyl-viologene (-0.44V) with an ED 50 of 3.6×10^-6 m. Substances with redox-potentials between-0.25 and ±0 V and more than +0.1 V are less effective though not quite in-effective. Although every redox-system that is able to trap electrons from the electron transport chain of photosynthesis can influence the photo-phobotactic sensitivity, redox-systems with potentials of about-0.4 and between ±0 and +0.1 V are most effective. Obviously, the regions of electron transfer from the two pigment systems to the next electron acceptors, i.e. from the quencher to quinone and from Z to ferredoxin, are most sensitive to external redox-systems. Thus, we have to correct our concept of coupling between photosynthesis and phototaxis in as much as the linkage is not restricted to the second light reaction though the E ₀ range between quencher and quinone or cytochrome b ₆ is the most sensitive point. Contrary to the hypothesis of Links, photo-phobotaxis is not coupled with photo-phosphorylation but with the electron flow along the electron transport chain of photosynthesis, and the phobic responses are due to sudden changes in the steady state of the electron flow caused by sudden changes in light intensity, and hence in the redox-state of the cell.As every trapping of electrons from the transport chain of photosynthesis also decreases the efficiency of the phosphorylation apparatus, the redox-systems are expected to impair photokinesis, too. In fact, all substances investigated inhibit photokinesis to various degrees. There are also two maxima of inhibition. But contrary to the results of the phobotactic experiments, the redox-systems with highest negative E ₀ -values are most effective in inhibiting photokinesis, and the second smaller maximum lies between +0.06 and +0.08 V, i.e. the redox-potential of phenazine methosulphate, thionin and plastoquinone. Methylene blue (+0.011 V) and toluidine blue (+0.034 V) which strongly inhibit photo-phobotaxis (ED 50 at or below 10^-6 m) have only a small effect on photokinesis (ED 50 at about 4×10^-4 m). Thus, such redox-systems which are able to trap electrons from the cyclic electron transport, via ferredoxin, cytochrome b ₆ or quinone, are most effective in inhibiting photokinesis. This finding is consistent with our concept that under normal conditions cyclic photophosphorylation is the main energy source of a photokinesis.All the redox-systems evaluated inhibit, more or less, movement in the dark. Most effective are the safranines: safranine and phenosafranine, the thiazines: methylene blue, toluidine blue and thionin, and phenazine metho-sulphate. The ED 50-values of these substances are in the range between 10^-6 and 10^-5 m. Thus, the maxima of inhibition are shown by substances the redox-potentials of which are slightly more positive than the E ₀ -values of the native electron carriers of the respiratory chain, NAD, flavoprotein, and cytochrome b. Obviously, artificial electron acceptors may trap electrons from the respiratory chain, by-passing the oxydative phosphorylation. Consequently, no ATP is available, and the movement in the dark ceases.