Die Acetoinbildung von Lactobacillus plantarum in Abhängigkeit von Thiamin,Liponsäure,l-Valin und l-Isoleucin

Zusammenfassung Das homofermentative Milchsäurebakterium Lactobacillus plantarum weist während der Glucosevergärung einen zeitweiligen Pyruvatstau von 120 mg/l auf, der durch Thiaminzugabe auf 10–20 mg/l reduziert werden kann. Der hierdurch intensivierte Pyruvatdurchsatz bedingt eine Verdoppelung der Acetoinsynthese, da Thiamin auch Cofaktor der Acetolactat-Synthetase ist. Ein gleichzeitiger Thiamin- und Liponsäurezusatz führt zu einer nochmaligen Verdoppelung der Acetoinausbeute. Liponsäure allein zeigt keinen Einfluß. Eine Erklärung dieses Sachverhaltes bietet die Annahme einer zusätzlichen Entstehung des Acetoins aus Acetyl-CoA zu Diacetyl und dessen Reduktion zu Acetoin. Dazu notwendiges Reduktionsäquivalent könnte die Lipoyl-Dehydrogenase liefern. Die sehr schnellen Konzentrationsveränderungen von Pyruvat und Acetoin nach Thiaminzugabe während der logarithmischen Wachstumsphase lassen eine Aktivierung des oder der Acetoin-synthetisierenden Enzyme wahrscheinlich erscheinen. Valin und Isoleucin beeinflussen die Acetoinsynthese nicht durch Rückkoppelung, sondern nur mittelbar über das Wachstum.

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Acetoin formation by Lactobacillus plantarum dependent on thiamine, lipoic acid, l-valine, and l-isoleucine

Summary During the homolactic fermentation of glucose by Lactobacillus plantarum the concentration of pyruvate rises temporarily to 120 mg/l.By the addition of thiamine, this concentration is reduced to 10–20 mg/l. The subsequently intensified turnover of pyruvate leads to the doubling of acetoin synthesis. This is reasonable since thiamine is a cofactor of the acetohydroxy acid synthetase, too.When thiamine and lipoic acid are added simultaneously, again a doubling of acetoin synthesis occurs, while lipoic acid alone has no effect. This may be explained by an additional synthesis of acetoin via acetyl-CoA to diacetyl and further reduction to acetoin.The rapid changes in the concentrations of pyruvate and acetoin following the addition of thiamine during the logarithmic growth phase may be explained by the activation of one or more of the acetoin synthesizing enzymes.A feedback inhibition of acetoin synthesis by valine and isoleucine was not detected.

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Herrn Prof.Dr.G. Drews, Freiburg, danke ich für anregende Unterstützung dieser Arbeit.     

Beziehungen zwischen Proteinsynthese und Alkaloidbildung beim Mutterkornpilz in saprophytischer Kultur

Zusammenfassung Zur Klärung der Frage, ob und in welchem Maße bei demClaviceps-StammSD 58 in der stationären Wachstumsphase, in der die Alkaloid-bildung vor sich geht, eine Proteinsynthese erfolgt, wurde die Inkorporationsrate von³⁵S-Sulfat und³⁵S-Methionin in die Proteinfraktion in Abhängigkeit vom Alter der Kultur untersucht. Die Proteinsynthese geht auch nach Abschluß des Wachstums, wenn der Gehalt an Protein nicht mehr zunimmt, weiter. Das Ausmaß beträgt je nach eingesetztem Tracer 10–50% der während des Wachstums erfolgenden Synthese. Der übergang von der Wachstums- zur stationären Phase ist durch einen erneuten Anstieg der Proteinsynthese gekennzeichnet. Die nach Abschluß des Wachstums fortlaufende Synthese und der damit verbundence Turnover lassen es möglich erscheinen, daß die für die Alkaloidbildung verantwortlichen Enzyme neu gebildet werden und daß die Aminosäurebausteine der Alkaloide aus dem Eiweißabbau stammen.

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Relations between the syntheses of protein and alkaloids inClaviceps

Summary InClaviceps strainSD 58 the formation of alkaloids takes place mainly in the stationary phase of growth. In order to determine the rate of protein synthesis in this phase, the incorporation of³⁵S labeled sulfate and methionine was investigated. When sulfate is applied the rate of protein synthesis in the stationary phase is 10% of that of the growth phase and 50% when methionine is used. In the decreasing growth phase there is a second smaller maximum of protein synthesis. The function of protein synthesis in the stationary growth phase with respect to the formation of the enzymes of alkaloid biosynthesis is discussed. In addition the role of protein turnover as a source of amino acids for the alkaloid biosynthesis is considered.

     

Über die Vergärung der Melibiose durch Saccharomyces-Stämme

Zusammenfassung An einer Reihe von Hefestämmen, die sich durch die Anzahl von Me-Genen unterscheiden, wurde die Melibiose-Gärung in Abhängigkeit von der Anzahl dieser Me-Gene untersucht. Dabei wurde darauf geachtet, daß die Stämme sich im übrigen genetischen Milieu so wenig wie möglich unterschieden; das war möglich, da die zu vergleichenden Stämme jeweils aus der gleichen Kreuzung stammten. Die CO₂-Bildung konnte als Kriterium für die Geschwindigkeit der Melibiosespaltung verwendet werden, da diese den begrenzenden Faktor darstellte.Quantitative Gärungsmessungen zeigten, daß die Adaptationszeit um so kürzer ist, je mehr Me-Gene sich im haploiden Genom befinden. In gleicher Weise ist die Gärgeschwindigkeit von der Anzahl der Me-Gene abhängig.Offen bleibt dabei noch die Frage, ob die verschiedenen Me-Gene für die Synthese verschiedener Melibiasen verantwortlich sind oder ob unter dem Einfluß aller Me-Gene ein und dasselbe Enzym gebildet wird.

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Summary Among the offspring of Saccharomyces italicus var. melibiosi, crossed with some Carlsberg-Yeasts, we had to our disposal some strains with different numbers of Me-genes, responsible for splitting the disaccharide melibiose.In quantitative fermentation tests with suspensions of equal amounts of cells per volume, we found the adaptation time as well as the rate of melibiose fermentation to be dependent on the number of Me-genes in the genom.Whether different Me-genes are responsible for the synthesis of always identical melibiase molecules or of different types of melibiase, cannot be decided from our experiments.

     

Histochemische,elektronenmikroskopische und biochemische Untersuchungen über die ATPasen im Vormagenepithel der Ziege

Zusammenfassung Am Epithel der drei Vormägen der Ziege wurden licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über den Nachweis der Mg⁺⁺-, (Mg⁺⁺-Na⁺-K⁺)- und der Ca⁺⁺-aktivierbaren ATPasen durchgeführt. Bereits an lichtmikroskopischen Präparaten wurde festgestellt, daß sich deutliche Unterschiede in der Enzymaktivität der Mg⁺⁺- und Ca⁺⁺ stimulierbaren ATPasen sowohl für die einzelnen Epithelschichten als auch für die verschiedenen Bereiche der Vormägen nachweisen lassen; die tiefen Epithellagen reagieren stets stärker als die oberflächlichen. Ferner ist die in hohem Maße von der Inkubationszeit abhängige Reaktionsstärke im Epithel des Blättermagens größer als in der Lamina epithelialis des Netzmagens und vor allem in jener des Pansens. Bei dem elektronenmikroskopisch geführten Nachweis der ATPasen zeigt sich, daß die Reaktionsprodukte an der Außenseite der Zellmembranen liegen. Frei von Niederschlägen sind alle Zellmembranabschnitte, die sich an der Bildung der Desmosomen und Halbdesmosomen beteiligen sowie die basalen Abschnitte der Basalzellen.Im Hinblick auf die Verteilung und feinstrukturelle Lokalisation konnten keine Unterschiede zwischen den Mg⁺⁺-, Ca⁺⁺- und (Mg⁺⁺-Na⁺-K⁺)-aktivierbaren ATPasen beobachtet werden.In Anlehnung an die Methode nach Coleman u.a. (1967) wurden Zellmembranen von Pansenepithelzellen isoliert und an diesen biochemische Enzymbestimmungen durchgeführt. Die Ausbeute der gewonnenen Zellmembranen betrug, gemessen anhand der 5-Nukleotidase, dem Leitenzym für Plasmamembranen, gegenüber dem eingesetzten Gesamthomogenat 0,3%. Die mit diesem Verfahren durchgeführten biochemischen Enzymbestimmungen erbrachten den Nachweis, daß in den Plasmamembranen der Pansenepithelzellen neben der Mg⁺⁺- und Ca⁺⁺-aktivierbaren auch eine (Na⁺-K⁺)-abhängige Transport-ATPase vorkommt.

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Histochemical, ultrastructural and biochemical studies of atpases of the goat forestomach epithelium

Summary Light- and electron microscopical studies were carried out to demonstrate ATPases activated by Mg⁺⁺, by (Mg⁺⁺-Na⁺-K⁺), and by Ca⁺⁺. Histological sections showed clear differences of the activity of Mg⁺⁺- and Ca⁺⁺-stimulated ATPases in the light microscope in different layers of the epithelium as well as in different areas of the forestomach. The deeper layers reacted more intensely than the superficial ones. The intensity of the reaction (which depends on incubation time) in the omasal epithelium was stronger than in the lamina epithelialis of the reticulum and much stronger than in the lamina epithelialis of the rumen. In the electron microscope, the reaction products of the ATPase appeared on the outer surface of cell membranes (plasmalemmata). No deposits of the reaction products were observed on those areas of the cell membranes, which are involved in the formation of desmosomes and semidesmosomes. The basal parts of the basal cells were also free from reaction products. As for the distribution and ultrastructural localisation of the deposits, no differences were observed among the ATPase stimulated by Mg⁺⁺, (Mg⁺⁺-Na⁺-K⁺), and Ca⁺⁺.Using the technique of Coleman et al. (1967), the cell membranes of ruminal epithelium were isolated. Biochemical assays of the enzymes were carried out. The quantity of cell membranes obtained was 0.3% of the whole homogenate, when compared with 5-nucleotidase, which is the typical enzyme of plasmalemmata. The biochemical enzyme assays showed that, besides Mg⁺⁺- and Ca⁺⁺-dependent ATPases, a (Na⁺-K⁺)-dependent transport ATPase exists in the cell membranes of ruminal epithelial cells.

Die cytochemischen Ergebnisse wurden auszugsweise auf dem Kongreß der Europäischen Vereinigung der Veterinäranatomen vom 9.–11. September 1968 in Belgrad vorgetragen.     

Nachweis der Chemilumineszenz spontaner und strahleninduzierter Peroxiradikale

Zusammenfassung Die Autoxydation einiger organischer Verbindungen wird von einer schwachen Chemilumineszenz begleitet, deren Intensität bei Zimmertemperatur in der Grö-ßenordnung von 10³ Photonen/cm³ s liegt. Diese kleinen Lichtmengen werden mit einer Apparatur zur ichtquantenzählung gemessen. Der Einfluß von Licht und ionisierender Strahlung sowie verschiedenen Chemikalien auf die autokatalytische Kettenreaktion bei der Oxydation von Estern ungesättigter Fettsäuren und damit auf den zeitlichen Verlauf der Lumineszenz läßt einige kinetische Aussagen über die untersuchten Systeme zu. Aus der Temperaturabhängigkeit der Lichtemission lassen sich Aktivierungsenergien berechnen, aus dem Spektrum können Angaben über Reaktionsenthalpien gewonnen werden. Die Versuchsergebnisse stützen die Hypothese strahleninduzierter freier Radikale und gleichzeitig die Gültigkeit des klassischen Mechanismus der Kettenreaktion im untersuchten Dosisleistungsbereich. Auf Möglichkeiten des neuen Meßverfahrens bei der Behandlung von Problemen in der Strahlenbiologie wird hingewiesen.     

Grenzen der Kompensation: Energiebudgets von Ringelg?nsen (Branta b. bernicla) — die Wirkung von St?rreizen

Zusammenfassung Der Einfluß von Störreizen auf das Energiebudget von Ringelgänsen wurde im Frühjahr 1991 in zwei Vorland-Salzwiesen des Nationalparks Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer vergleichend untersucht. Die Häufigkeit störreizbedingter Reaktionen der Gänse (Störreizhäufigkeit) wurde als Index für die anthropogene Beeinflussung der Gebiete herangezogen. Die Beeinflussung war in Westerhever mit 1,5±0,7 Reaktionen/h signifikant größer als vor dem Norderheverkoog (1,0±0,6 Reaktionen/h). Mit zunehmender Aktivitätszeit wurde in beiden Gebieten im Verlauf des Frühjahres mehr umsetzbare Energie aufgenommen. In Westerhever haben die Gänse im Vergleich zu denen vor dem Norderheverkoog mit Ausnahme des Mai jeweils mehr umsetzbare Energie aufgenommen. Die energetischen Kosten (DEE) der Gänse wurden anhand der Zeit-Energie-Budget Methode und über die gemessene Körpermasseentwicklung von Fänglingen berechnet. Beide Methoden erzielten vergleichbare Ergebnisse; die Unterschiede betrugen je nach Gebiet 0,4 bis 4,5 %. In Westerhever verzeichneten die Gänse im Vergleich zu denen vor dem Norderheverkoog im Monatsmittel höhere energetische Kosten. Aus dem budgetierten Energieüberschuß (E) wurde die theoretisch mögliche Reservestoffanlagerung (Änderung der Körpermasse) der Gänse berechnet. In Westerhever konnten die Gänse im Verlauf des Frühjahres 357 g Körperreserven anlagern. Bei den Gänsen vor dem Norderheverkoog waren es 399 g. Der Unterschied betrug 11,7 %, war aber nicht signifikant. Anhand von Fangdaten ist bekannt, daß Ringelgänse im langjährigen Mittel Körperreserven von 380 bis 400 Gramm anlagern. Die Störreizhäufigkeit des Tages bewirkte eine signifikante Veränderung der Budgetparameter DME und DEE und E auf stündlicher Basis. In Westerhever stieg die Aufnahme an umsetzbarer Energie signifikant mit steigender Störreizhäufigkeit an. Vor dem Norderheverkoog verringerte sich diese jedoch signifikant. Die Energieaufwendungen stiegen in beiden Gebieten signifikant mit steigender Reizhäufigkeit an. Der Überschuß in der Energiebilanz der Gänse in Westerhever war an Tagen mit einer großen Störreizhäufigkeit um 8,7 % gegenüber den Tagen mit einer geringen Reizhäufigkeit verringert. Aufgrund fehlender kompensatorischer Nahrungsaufnahme war der Überschuß bei den Gänsen vor dem Norderheverkoog um maximal 27,5 % vermindert. Die Gänse in Westerhever haben störreizbedingte Zeitverluste bei der Nahrungsaufnahme und erhöhte energetische Kosten durch Verhaltensänderung und eine erhöhte Nahrungsaufnahme pro Zeit kompensiert. Aufgrund physiologischer Zwänge sind sie jedoch in dem stark vom Menschen beeinflußten Gebiet an die Grenzen ihrer Kompensationsmöglichkeit angelangt. Die errechnete Reservestoffanlagerung und auch der Jungvogelanteil im nachfolgenden Herbst waren geringer als bei den Gänsen vor dem Norderheverkoog.

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Compensatory limits: energy budgets of Brent Geese,Branta b. bernicla, the influence of human disturbance

The impact of human disturbances on the energy budget of Brent Geese,Branta b. bernicla, during spring migration was investigated in two different salt marsh areas within the national park Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer, Germany. We used the frequency of disturbance-related reactions of the birds as an indicator of the anthropogenic influencing of the sites. The disturbance frequency was significantly higher in the Westerhever salt marsh (1,5±0,7 reactions/h) than in the Norderheverkoog area (1,0±0,6 reactions/h). Monthly activity and energy budgets of the birds were calculated from March to May, based on several simultaneous day-round field observations per month. The amount of daily metabolizable energy (DME) was calculated via dropping rate and digestability of the food. The daily energy expenditure (DEE) was calculated by means of the time-energy-budget methods and by calculations, using the bodymass changes of caught birds during spring. With both methods very similar results were obtained; they varied between 0,4 to 4,5 % per areas and month. The daily energy budget (Æ E) was calculated from DEE — DME. Due to an increasing daily activity time from March to Mai the DME increased in both areas. Compared to the Norderheverkoog area the DME of the birds in Westerhever was higher in March and April, and similar in Mai. DEE increased in both areas too and was in all months higher in Westerhever than in Norderheverkoog. The calculated bodymass changes of the birds during spring was 357 g for the birds in Westerhever and 399 g for the birds in Norderheverkoog. Bodymass measures from caught birds revealed a mean mass gain of 380 to 400 g during spring. The daily disturbance frequency caused a significant change in the budget parameters DME, DDE and E on a hourly base. In Westerhever DME/h increased, while in Norderheverkoog DME/h decreased significantly with increasing disturbance frequency. At the same time DEE/h increased in both areas significantly. As a consequence E/h was reduced at days with a high disturbance frequency; in Westerhever by 8,7 % and in Norderheverkoog by 27,5%. In the disturbed area the birds compensated the time-loss during feeding and the higher energetic costs during disturbance-related flights by a change in activity pattern and by an increased food consumption per time unit. Based on physiological constraints the birds reached their compensatory abilities. The calculated bodymass gain and the proportion of young birds in the flocks was reduced in autumn.

     

Autoradiographische Untersuchungen zur Aminosäure-Inkorporation im Nukleolus

Zusammenfassung Die unter dem Einfluß von TAA vergrößerten Leberzell-Nukleolen der Ratte inkorporieren in wesentlichem Umfang H³-Phenylalanin, wobei die Einbaurate der markierten Aminosäure in direkter Abhängigkeit zur Größe des Kernkörperchens steht. Die Resultate erlauben somit den Schluß, daß einmal in der Nukleolarsubstanz eine Synthese höherer EW-Körper bzw. eine Neubildung von Ribonukleoproteiden erfolgt, und daß zum andern eine Korrelation zwischen der Größe des Nukleolus und seiner synthetischen Aktivität im Hinblick auf seine EW-Syntheserate existiert. Der Tatbestand, daß die nukleoläre SK-Dichte (SK-Zahl/²) in unserem Experiment schon bei sehr kurzen Versuchszeiten (5 min nach Injektion der markierten Aminosäure) im Mittel etwa gleich der karyoplasmatischen SK-Dichte, im Einzelfalle aber ganz wesentlich höher als die karyoplasmatische ist, spricht für unser Beobachtungsgut weitgehend gegen eine alleinige Migration markierten Materials aus dem Karyoplasma in den Nukleolus. Dementsprechend stellt der Nukleolus als Funktionseinheit betrachtet einen selbständigen EW-Syntheseort dar.Die Untersuchungen wurden im Institut für Medizinische Isotopenforschung der Universität Köln (Leiter: Prof. Dr. W. Maurer) durchgeführt.     

Hemmung und Induktion von Proteinsynthesen durch Actinomycin in den wachsenden Oocyten vonMusca domestica

Zusammenfassung Die Proteinsynthese der wachsenden Oocyten vonMusca domestica L. wurde autoradiographisch und elektrophoretisch auf einer mittleren Entwicklungsstufe (Stadium 3) und nach dem Abschlu\ des Wachstums (Stadium 6) in der Normalentwicklung und nach Applikation von Actinomycin untersucht. Die sehr hohe RNSSynthese der Nährzellen und des Follikelepithels von wachsenden Oocyten wurde durch Injektion von 16 g/g Körpergewicht Actinomycin völlig blockiert. Die Proteinsynthese im Euplasma der wachsenden Oocyte ist relativ hoch, auch das Stadium 6 zeigt trotz fehlender RNS-Synthese eine kräftige Proteinsynthese. Die Proteine des Ovars wurden elektrophoretisch auf Celluloseacetat-Streifen getrennt. Der Anteil neusynthetisierter Proteine wurde nach vorangegangener Inkorporation (30 min) von¹⁴C-Aminosäuren bestimmt. Nach 4–6 Std Inkubation mit Actinomycin wird die Proteinsynthese stimuliert. Nach längerer Einwirkung sinkt die Syntheseleistung im Einährverband allmählich unter den Ausgangswert. Die reife Oocyte zeigt, autoradiographisch gesehen, keine Reaktion auf das Antibiotikum. Die Synthese der euplasmatischen Proteine im Einährverband des Stadiums 3 sinkt nach Actinomycin-Behandlung nicht in toto ab, nur einige Fraktionen erweisen sich als empfindlich. Nach mittleren Inkubationszeiten mit Actinomycin treten dagegen neue Proteine im Ovar auf, deren Synthese in begrenztem Umfang auch noch nach 48 Std nachweisbar ist. Der reifen Oocyte steht keine neusynthetisierte RNS zur Verfügung. Sie reagiert aber ebenfalls auf Actinomycin mit partiellen Hemmungen und Neusynthesen von Proteinen. Der Wirkungsmechanismus des Antibiotikums bleibt in diesem Falle offen.

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Inhibition and induction of protein syntheses by actinomycin in the growing oocytes ofMusca domestica

Summary The protein synthesis of growing oocytes ofMusca domestica L. is investigated by radioautographic and electrophoretic methods on an intermediate developmental stage (stage 3), and after the end of growth (stage 6) in the normal development and after treatment with Actinomycin. The very high RNA synthesis of the nurse cells and of the follicle epithelium of growing oocytes is completely blocked by injection of 16 g/g body weight Actinomycin. The protein synthesis in the euplasm of a growing oocyte is relatively high, the stage 6 shows a high protein synthesis in spite of the absence of RNA synthesis. The proteins of the ovary are separated electrophoretically on Cellogel-strips. The ratio of the newly-synthetized proteins is determined after incorporation (30 min) of¹⁴C-labelled amino acids. The protein synthesis is stimulated after 4–6 hours treatment with Actinomycin. After a longer influence of the antibiotic, synthesis of the egg-nurse cell unit decreases to below the control value. The ripe oocyte does not react autoradiographically to Actinomycin. Only some fractions of the newly-synthetized euplasmatic proteins are sensitive to treatment with Actinomycin. After intermediate incubation times with Actinomycin new proteins appear in the ovary and their synthesis is demonstrable in part even after treatment for 48 hours. There is no newly-synthetized RNA in the ripe oocyte, which, nevertheless, reacts with Actinomycin to inhibit some and to stimulate some new protein synthesis. In this case the action of the antibiotic is unknown.

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Die Untersuchungen wurden mit Mitteln unterstützt, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Dr. K. Bier zur Verfügung gestellt wurden.     

Acetaldehyd als Indicator für die Regulation von Atmung und Gärung bei der aeroben Vergärung von Glucose durch Saccharomyces cerevisiae

Zusammenfassung Während der aeroben Vergärung von Glucose wurde die Konzentration von Acetaldehyd im Gärmedium über den gesamten Gärablauf bei mehreren Stämmen von Saccharomyces cerevisiae verfolgt. Die Aldehydkonzentration weist bei Glucosekonzentrationen zwischen 5 und 20% zwei Maxima auf. Damit ist der Konzentrationsverlauf von Acetaldehyd aerob wesentlich anders als bei der anaeroben Gärung, mit nur einem meist niedrigen Maximum. 10^-3 M Azid hemmt die Bildung von Acetaldehyd ganz oder weitgehend. Das deutet auf die Funktion bzw. Synthese der Cytochrome, die in Gegenwart von Sauerstoff offensichtlich auch bei hohen Glucosekonzentrationen nicht vollständig reprimiert werden. Der durch die Atmung bedingte Wasserstoffabfluß führt zu höheren Aldehydkonzentrationen. Der in der logarithmischen Wachstumsphase vorwiegend fermentative Stoffwechsel überlagert mit seiner starken Wasserstoffproduktion die Atmung, was zum Auftreten von zwei Aldehydmaxima führt. Die Regulation der Acetaldehydbildung während der aerohen Gärung wird eingehend diskutiert und zeigt, daß Acetaldehyd als Indicator für die Induktion und Funktion der Atmungsenzyme geeignet ist.

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Acetaldehyde as an indicator for the regulation of respiration and fermentation during aerobic fermentation of glucose by Saccharomyces cerevisiae

Summary During fermentation of glucose by the yeast Saccharomyces cerevisiae small amounts of acetaldehyde are formed. Anaerobically, acetaldehyde accumulates in the medium, showing only one maximum of ca. 10–30 mg/l in the logarithmic growth phase.During aerobic fermentation, acetaldehyde is formed in higher amounts (160 mg/l) and two maxima are observed. Both maxima appear in glucose concentrations varying from 5–20%. The addition of azide, which inhibits respiration results in a loss of acetaldehyde production. Therefore it is assumed, that the enzymes of the respiratory chain are involved in the formation of acetaldehyde and that acetaldehyde production is caused by induction and function of cytochromes under the influence of oxygen. Various yeast strains differ in their ability of acetaldehyde production. The characteristic appearance of two aldehyde maxima is explained by exceeding hydrogen production in the logarithmic phase of growth, where the fermentation suppresses the influence of respiration on aldehyde production. The regulation of the formation of acetaldehyde during aerobic fermentation is thoroughly discussed showing that acetaldehyde can serve as an indicator for the activity of respiration enzymes in yeast.

     

Zum Abbau derl-Äpfelsäure durch Milchsäurebakterien

Zusammenfassung Es wird die Aktivität von intaktenL. plantarum-Zellen verschiedener Arten gegenüberl-Äpfelsäure, Oxalessigsäure und Brenztraubensäure getestet. Bei der Dissimilation vonl-Äpfelsäure lassen sich zwei pH-Optima unterscheiden, 2,6–3,0 für eine MDH-Aktivität und 3,6–4,0 für eine Malic-Enzym-Aktivität. Stoffwechselprodukte der Brenztraubensäure-Decarboxylierung sind außer Kohlendioxid Äthylalkohol und Acetoin bzw. Diacetyl.L. plantarum ist außerdem zur Oxydation der Brenztraubensäure befähigt. Ausl-Äpfelsäure entsteht kein Acetoin (Stamm L).

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The dissimilation ofl-malic acid by lactic acid bacteriaIV. The activity of intact cells ofLactobacillus plantarum particularly considering the decarboxylation of pyruvic acid

Summary The decomposition ofl-malic, oxaloacetic and pyruvic acids by intact cells of three strains ofL. plantarum is investigated. The dissimilation ofl-malic acid shows two pH-optima, at pH2.6–3.0 for a malatedehy drogenase activity and at pH 3.6–4.0 for a malic enzyme activity. The decarboxylation of pyruvic acid yields CO₂, ethyl alcohol, acetoin and diacetyl.L. plantarum is also able to oxidize pyruvic acid. The acetoin produced byL. plantarum Strain L does not originate froml-malic acid.

     

Der Atmungsverlauf alternder Blätter und reifender Früchte

Zusammenfassung Die charakteristischen Züge der Atmung von reifenden Früchten werden beschrieben. Bei Blättern in der Entwicklungsperiode vor dem Laubfall konnte ein Atmungsverlauf festgestellt werden, der demjenigen reifender Früchte in wesentlichen Teilen entspricht. Das Phänomen des climacteric rise bei Früchten und Blättern wird verglichen. Es wird hervorgehoben, daß ein klimakterischer Atmungsanstieg nicht allein bei Früchten, die auf dem Lager reifen, sondern ebenso während der Baumreife auftritt. Die für die Reifungsatmung kennzeichnende Atmungskurve ergibt sich auch dann, wenn man die Atmungsintensität nicht wie üblich auf das Frischgewicht, sondern auf die Zahl der Früchte (bzw. auf die Blattfläche) bezieht. Der Anstieg der Atmungsintensität fällt bei Holunderfrüchten undParthenocissus-Blättern mit der Ausbildung der Anthocyanfarbstoffe zusammen. Während bei der Fruchtreifung der R Q häufig Werte über 1 erreicht, steigt der Quotient bei Blättern im Verlauf der Laubverfärbung nicht an. Neuere Vorstellungen über die Ursachen des climacteric rise werden diskutiert.Mit 5 Textabbildungen.Herrn Prof.M. Thomas, F. R. S., Newcastle-upon-Tyne, und Herrn Prof. Dr.K. Paech, Tübingen, möchte ich für Anregungen und Hinweise zu dieser Arbeit aufrichtig danken.     

Untersuchungen zum Glyoxylsäurestoffwechsel vonBacillus fastidiosus Stamm 83

Zusammenfassung BeiBacillus fastidiosus, der Harnsäure und Allantoin über Glyoxylsäure abbaut, wurde der Glyoxylat-Stoffwechsel untersucht. Enzyme des Glycin-Serin-Weges, des Oxalat-Weges und des -Hydroxyaspartat-Weges waren in zellfreien Extrakten nicht nachweisbar. Das Enzym Glyoxylatcaboligase, welches die Synthese von Tartronsäuresemialdehyd (TSA) aus Glyoxylsäure katalysiert, war zwar in den Extrakten vorhanden,abereine nachfolgende Umsetzung von TSA über den Glycerat-Weg schien unwahrscheinlich, da keine Glyceratkinase nachgewiesen werden konnte. Allerdingswurde eine enzymatische Tautomerisierung von Enzymen, welche die Synthese von Pyruvat aus HP über Serin katalysieren,deutet darauf hin, daß die beobachtete enzymatische Umwandlung von TSA zu HP in diesem Organismus an der Synthese von C₃-Verbindungen aus Glyoxylat beteiligt ist.

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Glyoxylate metabolism was studied inBacillus fastidiosus, which is known to degrade uric acid and allantoin via glyoxylic acid. Enzymes of the glycine-serine pathway, of the oxalate pathway and of the -hydroxyaspartate pathway were not detected in cell-free extracts. Glycoxylate carboligase, which catalyzes the formation of tartronic semialdehyde (TSA) from glyoxylate was found to be present. A further utilization of TSA via the glycerate pathway appeared to be unlikely, since no glycerate kinase could be demonstrated. However, an enzymatic tautomerisation of TSA to hydroxypyruvate (HP) was observed in the extracts. Methods for the detection of this enzyme were described. The presence of enzymes, catalyzing the synthesis of pyruvate from HP via serine indicated that the observed enzymatic conversion of TSA to HP might participate in the formation of C₃-compounds from glyoxylate in this microorganism.

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Abkürzungen HP Hydroxypyruvat - TSA Tartronsäuresemialdehyd Ausug aus der Disseration von W. Braun: Untersuchungen zum Glyoxylsäurestoffwechsel und zur Substrataufnahme anBacillus fastidiosus DSM 83, Saarbrücken (1976)     

Beiträge zur Entsalzung mit Retardion 11A8

Zusammenfassung 1. Das Arbeiten mit dem Ionenverzögerungsverfahren wird eingehend beschrieben.2. Die optimalen Bedingungen für die Trennung organischer Testsubstanzen von anorganischen Salzen bei Raumtemperatur sind: zwei hintereinandergeschaltete Säulen mit einem Gesamtvolumen von 225 ml Retardion 11A8; 50 bis 100 ml Analysenprobe einer 3,5prozentigen oder 50 ml einer 7prozentigen Salzlösung; 60 ml/h Durchflußgeschwindigkeit; 4 bis 5 1 Wasser zum Eluieren und Regenerieren der Säulen.3. Aus der organischen Fraktion werden an zugesetzten Ionen entfernt: Cl^– 96,2%; So₄ ^–– 63,4%; Mg⁺⁺ 97,7%; Ca⁺⁺ 96,8%.4. Es werden Maßnahmen zur Wiederherstellung von gestörtem Gleichgewicht der Säulen beschrieben.5. Mit Retardion 11A8 läßt sich ein Salzgemisch in seine einzelnen Komponenten zerlegen. Die Reihenfolge der untersuchten Ionen im Säuleneluat ist: PO₄ ^–––, CO₃ ^–– und HCO₃ ^–, SO₄ ^––, Cl^–, Br^–; NH₄ ⁺, K⁺, Na⁺, Mg⁺⁺, Ca⁺⁺. Die Abtrennung der Erdalkali ist besonders scharf.6. Die Elutionskurven von vielen Aminosäuren und verwandten Verbindungen, Kohlenhydraten, anorganischen und organischen Phosphatverbindungen, organischen Säuren, Harnstoff und Gelbstoff werden beschrieben.7. Der Prozentsatz des Wiederauffindens zugesetzter organischer Testsubstanzen, die von Salzen getrennt werden, beträgt 95 bis 100 für die meisten Aminosäuren, Kreatin, Zucker, Zuckeralkohole und für einige Phosphorsäureester. Die Ausbeute von Asparaginsäure und basischen Aminosäuren, Histamin, Glucosamin, Glucosediphosphat und organischen Säuren ist geringer.8. Die Vor- und Nachteile sowie einige Möglichkeiten der Anwendung des Ionenverzögerungsverfahrens mit Retardion 11A8 in der Hydrobiologie, Biochemie und Meeresbiologie werden diskutiert.

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Contributions to desalting with Retardion 11A8

The isolation and determination of the soluble organic substances in sea water is very difficult because of the presence of large amounts of inorganic salts. In order to desalt the water, ion retardation with Retardion 11A8 seems to be a very efficient method. Since this procedure is at the present almost unknown, the optimal conditions of separation which have been found are described in this paper. The selectivity of the resin for different ions occurring in sea water is studied. The elution curves of a large number of organic substances (amino acids, carbohydrates, organic phosphorus compounds and organic acids) are described. Recovery of given concentrations of these substances, added to 50 ml of a salt solution similar to sea water, is 95 to 100% for most of the amino acids, carbohydrates and organic phosphorus compounds but less for other substances. Using ion retardation as a desalting means, more than 90% of the inorganic salts may be removed from the organic fraction by a one-step procedure. These experiments may be done on a larger scale in desalting larger volumes of sea water. Ion retardation has proved to be an excellent separation method for biochemistry and water chemistry. Work is in progress to use Retardion 11A8 as a desalting means in the isolation of organic matter from sea water.

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Herrn Professor Dr.Adolf Bückmann zum 65. Geburtstag in Verehrung gewidmet.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für die Unterstützung der Arbeit.     

Quantitative Untersuchungen zum Dotterprotein-Haushalt der Honigbiene (Apis mellifica)

Zusammenfassung Die löslichen Hämolymph-, Ovarund Eiproteine der Honigbiene wurden elektrophoretisch auf Celluloseacetat-Streif en und Polyacrylamid-Gelen aufgetrennt. Die dominierende Hämolymph-Fraktion (60–80%) ist ein Weibchen-spezifisches Protein. Korrespondierende Fraktionen sind im Ovar und in ungefurchten Eiern zu finden. Aufgrund verschiedener Ergebnisse wird es als sehr wahrscheinlich angesehen, daß diese Fraktionen das Dotter-Material (= Vitellogenin) reprentieren. Bei Apis besteht das Vitellogenin nur auseiner Protein-Bande ohne Kohlenhydrat-Komponenten.Der Titer des Dotter-Proteins in der Hämolymphe hängt vom physiologischen Zustand der weiblichen Bienen ah. Bei der Arbeiterin ist nur während der Ammen-Tätigkeit Vitellogenin in der Hämolymphe zu finden, bei der Königin dagegen permanent und zu allen Jahreszeiten. Bemerkenswerterweise ist bei begatteten und eierlegenden Königinnen die Konzentration des Dotter-Materials in der Hämolymphe niedriger als bei unbegatteten und adulten, nicht-eierlegenden.Die Proteinsynthese-Raten wurdenin vivo nach Injektion eines¹⁴C-Aminosäuren-Gemisches bestimmt. Zur Messung der Radioaktivität der einzelnen Pherogramm-Banden wurde ein Methan-Durchflußzähler verwendet. Bei intensiver Legetätigkeit einer Königin liegt die Rate der Vitellogenin-Synthese dreimal höher als die der nicht-weibehen-spezifischen Blutproteine. Ungefähr 85% der vom Fettkörper abgegebenen Proteine sind Dotter-Material. Im Gegensatz zu anderen Insekten synthetisieren auch nicht-eierlegende Königinnen Vitellogenin; in diesem Falle liegt die Syntheserate jedoch nicht höher als die der übrigen Serum-Proteine. Der Verbleib des Dotter-Materials bei solchen Königinnen ist unbekannt. Im Ovar verläuft die Synthese der Euplasma-Proteine ungefähr mit der gleichen Rate wie die der nicht-weibchen-spezifischen Hämolymph-Fraktionen. Im Vergleich mit allen anderen Proteinen tritt die Markierung des Ovar-Dotters verspätet auf. Daraus kann geschlossen werden, daß das Dotter-Material nicht innerhalb des Ovars synthetisiert wird. Dieser Schluß wird außerdem durch den Befund gestützt, daß der Anstieg der spezifischen Aktivität der Dotter-Proteine im Ovar erst zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem in der Hämolymphe keine freien¹⁴C-Aminosäuren mehr verfügbar sind. Auf das Markierungs-Maximum der Dotter-Proteine folgt ein relativ rascher Abfall der spezifischen Aktivität. Aus den Werten kann die Vitellogenese-Dauer eines einzelnen Follikels mit 2 Tagen bestimmt werden. Bis zur Eiablage werden anschließend noch 2 weitere Tage benötigt, in denen die Glykogen-Synthese und Chorion-Bildung ablaufen.

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Quantitative investigations on vitellogenic protein metabolism in the honey bee (Apis mellifica)

Summary The soluble proteins of the haemolymph, ovary and eggs of the honey bee were separated by electrophoresis on cellulose acetate foils and on polyacrylamide gels. The predominant haemolymph fraction (60–80%) is a female-specific protein. Corresponding fractions are found in the ovary and in uncleaved eggs. According to the results, it is highly probable that these fractions represent the yolk material or vitellogenin. InApis, this vitellogenin is represented by only one protein band which carries no carbohydrate components.The haemolymph titre of vitellogenic protein depends on the physiological state of the female bees. In the worker bees, haemolymph yolk proteins are detectable only during the nurse age, whereas in queens they can be found throughout the year. It may be noted that in the mated and egg producing queens the concentration of vitellogenin in the haemolymph is lower than in virgin queens and in adult non-laying queens.The rate ofin vivo protein synthesis was determined by injecting a mixture of¹⁴C-amino acids and measuring the radioactivity in pherogram bands using a methane flow counter. In the actively laying queen the rate of vitellogenin synthesis is 3 times higher than that of the non-sex-specific blood proteins. Approximately 85% of the labeled proteins which are released from the fat body are yolk material. In contrast to other insects, non-laying queens were also found to synthesize vitellogenin; however, the rate did not exceed that of the other serum proteins. The fate of yolk material in such females is unknown. In the ovary, synthesis of the euplasmic proteins occurs at a rate similar to that of the nonspecific haemolyph fractions. The appearance of radioactivity in the ovarian yolk is delayed compared with all other proteins. This indicates that these proteins are labeled byde novo synthesis, whereas the yolk is not built up within the ovary. This conclusion is further supported by the fact that the increase in specific radioactivity of ovarian yolk proteins occurs at a time when free¹⁴C-amino acids are no longer available in the haemolymph. Following the maximum intensity of labelling of yolk proteins the specific activity declines. From the data it can be estimated that the period of vitellogenesis for a single follicle is 2 days; 2 additional days of maturation, during which glycogen synthesis and chorion formation occur, are required before oviposition.

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Herrn H. Fahrenhorst danke ich für Hilfe bei den Bienen-Arbeiten, Frl. B. Höltken und Frl. A. Rath für sorgfältige technische Assistenz, Frl. M. Krink für Zeichenhilfe bei den Abbildungen. Ein Teil der Untersuchungen wurde durch eine Herrn Prof. Dr. K. Bier gewährte Sachmittel-Zuwendung des Landesamtes für Forschung in Nordrhein-Westfalen gefördert     

Methodische Untersuchungen zum histochemischen Nachweis von Elektrolyten

Zusammenfassung Es wurden methodische Untersuchungen zum lichtmikroskopischhistochemischen Kaliumnachweis an der Rattenniere durchgeführt. Als Reagens diente Natriumhexanitrokobaltat mit einem Zusatz von Eisessig. Im allgemeinen wurde eine Immersions-inkubation dünner Nierenscheibchen vorgenommen; die Reaktion läßt sich jedoch auch durch Perfusion über die A. renalis mit dem Erfolg eines sehr raschen Reaktionsablaufes durchführen. Im Anschluß daran erfolgt die Paraffineinbettung. Die aufgezogenen, entparaffinierten Schnitte werden in wasserfeuchtem Zustand in einem geschlossenen System mit nascentem Schwefelwasserstoff bedampft, um das kaum sichtbare Reaktionsprodukt (Kalium-Natriumhexanitrokobaltat) in braunschwarzes Kobaltsulfid umzusetzen.Mit dieser Methode wird das intrazelluläre, zum größten Teil in organischer Bindung vorliegende Kalium annähernd quantitativ gefällt. Das Reaktionsprodukt ist so fein verteilt, daß das Gewebe den Eindruck einer histologischen Färbung hervorruft. Innerhalb des Cytoplasmas sind keine Diffusionsartefakte erkennbar. Die Menge des intrazellulär gefällten Kaliums ist abhängig von der metabolischen Wertigkeit des Gewebes. Je höher der oxydative Stoffwechsel, desto dichter sind die Reaktionsprodukte intrazellulär angereichert. Der Nierenquerschnitt zeigt daher von der Rinde bis zur Markinnenzone eine abnehmende Kaliumkonzentration. Darüber hinaus ist die zonale Gliederung deutlich erkennbar.Im Gegensatz dazu werden die dissoziierten extrazellulären Kaliumionen entsprechend der in vitro erfolgenden Reaktion als relativ große Kristalle von K₂Na[Co(NO₂)₆] gefällt, die in geringer Dichte über die extrazellulären Gewebsphasen verstreut sind. Ein weiterer Nachteil der Methode ist die erforderliche hypertone Reaktionslösung, die zu erheblichen osmotischen Wasserverschiebungen innerhalb des Gewebes führt.

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Methodical studies on the histochemistry of electrolytesII. Demonstration of K⁺ in the kidney by means of light microscopy

Summary Methodical studies on the histochemistry of potassium precipitation were performed in the rat kidney for light microscopy. Sodium-hexanitrocobaltate with an addition of acetic acid served as reagent and either immersion technique of native kidney slices or arterial perfusion were used for incubation and potassium precipitation respectively. After paraffin embedding and sectioning the mounted and deparaffined slices are exposed to nascent hydrogen sulphide in a closed system in order to transfer the almost invisible reaction product (potassium-sodium-hexanitrocobaltate) to the brownish-black cobaltic sulphide.By this procedure the intracellular potassium content is precipitated almost quantitatively. The reaction product is so finely distributed that the treated tissue raises the impression of a histological staining. Diffusion artefacts of the intracellular potassium are not detectable. The quantity of intracellular potassium precipitate depends on the metabolic value of the tissue. The higher the oxidative equipment the tighter packed are the reaction products. Thus, the cross-section of the kidney shows a falling intensity of potassium content from the cortex to the inner zone of the medulla and a clear differentiation of its zonal arrangement.Contrarily, the dissociated extracellular potassium ions precipitate to rather coarse crystals of K₂Na[Co(NO₂)₆] as it occurs in vitro. These crystals are loosely distributed in the interstitial and luminal spaces. A further disadvantage of the method is the necessary hypertonicity of the reaction medium which leads to considerable osmotic dislocations of water within the tissue.

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Methodische Untersuchungen für die Habilitationsarbeit, die unter dem Titel Studien zur funktionellen Morphologie der Niere unter normalen und anurischen Bedingungen der Medizinischen Fakultät der Philipps-Universität Marburg vorgelegen hat.

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Dem Akademischen Oberrat am Institut für Anorganische Chemie der Universität Marburg, Herrn Dr. phil. Horst Klamberg, danke ich für seine richtungweisenden Ratschläge, Frl. Renate Meuser für ihre wertvolle technische Mitarbeit.     

Glutamatdehydrogenase im photosynthetischen Bakterium Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Glutamatdehydrogenase wurde aus Rhodospirillum rubrum durch Fällung mit Ammoniumsulfat und Chromatographie an DEAE-Cellulose 35 fach angereichert. Das Enzym ist spezifisch auf NAD als Wasserstoffdonator/acceptor und -Ketoglutarat bzw. Glutamat. Hg-Ionen blockieren die Reaktion in beiden Richtungen; Nitrit- und Nitrationen hemmen in höheren Konzentrationen. Die Abbaurate wird durch die Anwesenheit von ATP verringert. Die Stickstoffquelle des Nährmediums wirkt sich nur wenig auf die Ausbildung des Enzyms in den Zellen aus, dagegen wird durch Produkthemmung im natürlichen Milieu bei Wachstum auf Malat und NH₄ ⁺ der Glutamatabbau praktisch unterdrückt.

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Glutamate dehydrogenase from the photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum

Summary Glutamate dehydrogenase from Rhodospirillum rubrum was purified 35 fold by ammonium sulfate precipitation and chromatography on DEAE-cellulose. The enzyme is specific for NAD as hydrogen donor/acceptor and -ketoglutarate and glutamate for the synthesis, respectively the degradation of the amino acid. Hg²⁺ ions completely inhibit both synthesis and degradation; a weaker inhibition can be shown by addition of various inorganic nitrogen compounds. The rate of the glutamate degradation is reduced by ATP. The nitrogen source of the culture medium is without effect on the formation of the glutamate dehydrogenase, however, under growth conditions in a malate-NH₄ ⁺-solution the glutamate degradation is almost completely suppressed by product inhibition.

     

Untersuchungen über die Quantitative Bedeutung Einiger Stoffwechselwege in den Uredosporen von Puccinia Graminis var. Tritici

Zusammenfassung Der Stoffwechsel der Uredosporen von Puccinia graminis var. tritici wurde im Verlauf der Keimung untersucht. Dazu wurden die Sporen in verschiedenen Stadien der Keimung kurzzeitig (5 oder 10 min) mit ¹⁴C-Valeriansäure-1 inkubiert. Die in der Zeiteinheit von den Sporen aufgenommene Menge an radioaktiver Substanz blieb innerhalb des Versuchszeitraumes von 510 min etwa gleich. Das Eindringen der Valeriansäure wurde nicht vom endogenen Stoffwechsel beeinflußt.Der größte Anteil der inkorporierten Radioaktivität war in 40% igem Äthanol und Wasser löslich. Der Anteil der inkorporierten Aktivität, der in unlösliche Verbindungen eingebaut wurde, nahm im Laufe der Keimung ab. Die prozentuale Verteilung der Radioaktivität auf einige wichtige Stoffwechselprodukte, nämlich Glutaminsäure, Asparaginsäure, Citronensäure, Äpfelsäure, Kohlenhydrate und Alanin wurden untersucht. Ca. 70% der Radioaktivität des Rohextraktes wurden in diesen Verbindungen wiedergefunden. Den höchsten Anteil an Radioaktivität enthielt Glutaminsäure incl. Glutamin.Die endogene Zulieferung von Acetyl-CoA sank allmählich ab, dadurch sanken auch die Umsatzraten der Citronensäure und der Glutaminsäure. Der radioaktive Anteil des Acetyl-CoA (durch -Oxydation aus Valeriansäure hervorgegangen) stieg, da der Zufluß von radioaktivem Acetyl-CoA konstant war. Dadurch wurden auch die spezifischen Aktivitäten in den pools größer, solange die pool-Größen nicht anstiegen.Die pool-Größen veränderten sich während der tracer-Applikation nicht, d.h. es herrschten während dieser 10 min steady-state-Bedingungen. Im Verlauf der Keimung blieben der Citronensäure-pool und der Asparaginsäure-pool praktisch konstant, der Glutaminsäure-pool nahm ab und der Malat-pool wurde größer. Die Durchsatzraten von Glutaminsäure incl. Glutamin und Asparaginsäure incl. Asparagin waren auffallend hoch.Der TCA-Cyclus übertraf den Glyoxalat-Cyclus an Bedeutung. Im Verlauf der Keimung sank die Synthese der Glutaminsäure und stieg die Synthese von Kohlenhydraten und Asparaginsäure. Es wurde also mehr iso-Citrat durch iso-Citratlyase gespalten.Es bestanden große Unterschiede in der Syntheserate einzelner Aminosäuren. Lediglich Glutaminsäure, Asparaginsäure und Alanin wurden in größeren Mengen gebildet. Demgegenüber war die Synthese von Serin und Threonin außerordentlich gering und für eine Nettoproteinsynthese völlig unzureichend. Die Proteinsyntheserate wurde an Hand der Überführung von freier Glutaminsäure in die gebundene Glutaminsäure studiert. Nur ein verschwindend kleiner Anteil der synthetisierten freien Glutaminsäure wurde gebunden. Die Proteinsyntheserate nahm im Verlauf der Keimung ab.

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An analysis of the quantitative importance of some metabolic pathways in uredopores of Puccinia graminis var. tritici

Summary In order to investigate the metabolism of germinating uredopores of Puccinia graminis, spores were incubated at different stages of germination with ¹⁴C-valerate-1 for short times (5 or 10 min). Incorporation of the labelled substance per unit of time was nearly constant during the experiment, which lasted for 510 min. The uptake of valeric acid was not influenced by endogenous metabolism. Most of the incorporated radioactivity was soluble in 40% ethanol and water. The part of the activity taken up that was incorporated into insoluble compounds decreased during germination. Distribution of radioactivity in some important metabolites such as glutamic acid, aspartic acid, citric acid, malic acid, carbohydrates and alanine was determined in terms of the per cent of incorporated radioactivity. Radioactivity of these compounds accounted for 70% of the radioactivity of the raw extract. Most of the radioactivity of the raw extract was found in glutamic acid and glutamine.The endogenous supply of acetyl CoA decreased gradually, and thereby turnover rates of citric acid and glutamic acid decreased, too. The specific activity of acetyl CoA (formed by -oxidation of valeric acid) increased since the rate of supply of radioactive acetyl CoA was constant. Thereby the specific activities of the different pools increased, as long as pool sizes were constant.Pool sizes did not change during tracer application, indicating steady state conditions during the experiments. During germination the citric acid pool and the aspartic acid pool stayed practically constant. The glutamic acid pool decreased and the malic acid pool increased. Turnover rates of glutamic acid including glutamine and aspartic acid including asparagine were very high.Quantitatively the TCA cycle is more important than the glyoxalate cycle. During germination synthesis of glutamic acid decreased and synthesis of carbohydrates and aspartic acid increased, indicating that more iso-citrate was split by isocitratlyase.Large differences in the rates of synthesis of different amino acids were noticed. Only glutamic acid, aspartic acid and alanine were synthesized in larger amounts. On the other hand the amount of synthesis of serine and threonine was extremely low and insufficient for a net synthesis of proteins. The rate of protein synthesis was investigated by studying incorporation of free glutamic acid into bound glutamic acid. Only a very small part of the synthesized free glutamic acid was bound. The rate of protein synthesis decreased during germination.

     

Die Biosynthese der Poly-β-hydroxybuttersäure durch Knallgasbakterien

Zysammenfassung Bereits nach 8 sec ¹⁴CO₂-Fixierung ist die aus Hydrogenomonas H 16 isolierte Poly--hydroxybuttersäure (PHBS) gleichmäßig radioaktiv markiert.Es werden Beweise dafür erbracht, daß die PHBS aus Kohlendioxyd über 3-Phosphoglycerinsäure, Brenztraubensäure, Acetyl-CoA und Acetacetyl-CoA synthetisiert wird.Während der PHBS-Synthese geht so eines von drei fixierten CO₂-Molekülen durch oxydative Decarboxylierung der Brenztraubensäure wieder verloren. Damit steht im Einklang, daß die CO₂-Fixierungsleistung wachsender Zellen größer ist als die PHBS-speichernder.Nur ein Zehntel der Ribulose-1,5-diphosphat-Carboxylase, die für die gemessene autotrophe CO₂-Fixierungskapazität erforderlich wäre, konnte im Rohextrakt von Hydrogenomonas H 16 nachgewiesen werden. Das Enzym ließ sich 20 fach anreichern.

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Summary Poly--hydroxybutyric acid (PHBA) isolated from Hydrogenomonas H 16 following an 8 sec ¹⁴CO₂-incorporation is already uniformly labelled.It was shown, that the synthesis of PHBA from carbon dioxide takes place via 3-phosphoglyceric acid, pyruvic acid, acetyl-CoA and acetoacetyl-CoA.During the synthesis of PHBA, one of three CO₂-molecules previously fixed is lost in an oxydative decarboxylation of pyruvic acid. It is therefore evident that the CO₂-fixation of growing cells will be larger than that of cells storing PHBA.Only one tenth of the ribulose-1,5-diphosphate carboxylase, which would be necessary for the measured CO₂-fixation, could be determined in the crude extract of Hydrogenomonas H 16. The carboxylase was purified about 20-fold.

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Auszug aus der gleichlautenden Dissertation der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen 1963.     

Morphometrisch-ultrastrukturelle Untersuchungen am Nucleus supraopticus der Ratte nach Dehydratation

Zusammenfassung Der Nucleus supraopticus der Ratte, die einer Dehydratation ausgesetzt war, wurde ultrastrukturell-morphometrisch analysiert. Dabei zeigte sich, daß die relativen Volumenanteile der einzelnen Zellkompartimente während der fünftägigen Durstperiode eine auffallende Konstanz aufweisen. Hingegen läßt sich eine absolute Zunahme der Einzelzellvolumina und somit auch der an der Synthese und Sekretion der Neurohormone beteiligten Zellkompartimente feststellen. Die vorliegenden Befunde sprechen für einen beschleunigten Abtransport des neurosekretorischen Materials bei gesteigerter Synthese. Auf eine optimale Standardisierung der Perfusionsmethode bei Untersuchungen am neurosekretorischen Zwischenhirnsystem wird hingewiesen.

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Morphometric-ultrastructural investigations on the supraoptic nucleus of dehydrated rats

Summary The supraoptic nucleus of the dehydrated rat has been analysed by electron microscopy and morphometry. With that it appears, that the relative volumes of the different cell compartments are striking constant. Otherwise one can see an absolute increase of the cell volume together with the cell compartments which take part at the synthesis and secretion of the neurohormones. These results are expression of an accelerated move of the neurosecretory material during increased synthesis. The importance of an optimal standardization of the perfusion-method in investigations of the neurosecretory system is demonstrated.

Wesentliche Teile der vorliegenden Arbeit werden von H. F. Reinhardt der Medizinischen Fakultät der Universität Basel als Dissertation vorgelegt.     

Autökologische und saprobiologische Untersuchungen an Süsswasserciliaten

Zusammenfassung Von 31 häufig vorkommenden Süßwasserciliatenarten wurden in Form von Milieuspektren die ökologischen Potenzen gegenüber Temperatur, pH-Wert, 0₂, CO₂ (frei), NH₄, NH₃ (frei), H₂S und Gesamtsalzgehalt (für die beiden Typen: marines Brackwasser und binnenländischer Natronsee) zusammengestellt. Zur weiteren Kennzeichnung des Lebensraumes der einzelnen Ciliatenarten ist die Bakterienzahl (=Gesamtkeimzahl) angegeben.Soweit genügend Beobachtungsmaterial vorliegt, wurde außerdem der Optimalbereich des Vorkommens innerhalb der Gesamtspektren der aufgeführten Umweltfaktoren ermittelt.Die autökologischen Befunde werden jeweils verglichen mit der saprobiologischen Einstufung im Saprobiensystem der Wassergüte-beurteilung.

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Summary The ecological valencies (=limits of tolerance) of 31 species of freshwater ciliates with regard to the environmental factors temperature, pH, 0₂, free CO₂, NH₄, free NH₃, H₂S, and total salt content (brackish water and inland natron lake water) are tabulated. Furtheron the number of bacteria occurring together with the ciliates in question is presented.As far as possible from technical respects the range of optimum within the limits of tolerance is listed.The autecological results are compared with the indicator value of the particular species for the Saprobien System of monitoring water-quality.

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Aus dem Zoologischen Institut der Universität Bonn (Direktor: Prof. Dr. R. Danneel)

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Herrn Prof. Dr. H. Wurmbach zur Vollendung des 65. Lebensjahres am 28.3.1968 gewidmet.