Zur Frage des Einflusses von Spurenelementen auf Bacillus asterosporus

Zusammenfassung Es wurde mittels Trübungsmessung der Einfluß von Chloriden, Nitraten und Sulfaten der Schwermetalle Kupfer, Zink und Kobalt auf das Wachstum von Bacillus asterosporus im Konzentrationsbereich von 1–14·10^-7 mol/ml synthetischer Nährlösung geprüft. Dabei konnte nur durch Kobalt in hoher Verdünnung eine Wachstumsförderung bis zu 100% erzielt werden, während die beiden anderen Schwermetalle toxisch wirkten. Der Einfluß der gleichzeitig vorhandenen Anionen erscheint dabei von untergeordneter Bedeutung. Mit Bor, als Borax dem Nährmedium zugesetzt, konnte im Konzentrationsbereich von 2·10^-7 Mol/ml auch eine Wachstumsförderung erzielt werden.Auf chemischem und radiochemischem Wege wurde schließlich übereinstimmend festgestellt, daß Bac. asterosporus im Bereich der das Wachstum am stärksten anregenden Konzentration von Co(NO₃)₂ eine bestimmte Kobaltmenge adsorptiv oder intracellulär festhält. Die Frage nach dem Sitz des fixierten Kobalt konnte nicht eindeutig geklärt werden.Über Versuche zur Klärung des Kobalteinflusses auf den Abbau von Glucose und die Abgabe von Gärungskohlensäure durch Bacillus asterosporus wird demnächst berichtet werden.     

Zur Frage der Beeinflussung der Glucosevergärung durch l-Malat bei Leuconostoc mesenteroides

Zusammenfassung Es wird gezeigt, daß bei Leuconostoc mesenteroides 39 (ATCC 12291) der gleichzeitige Abbau von l-Malat die Glucosevergärung weder qualitativ noch quantitativ verändert. Bei Verwendung positionsmarkierter Glucose wird auch die Isotopenverteilung in den Gärungsprodukten durch gleichzeitige Malatgabe nicht verändert. Der Malatabbau steuert auch keine Energie zum Wachstum bei, wie die bei l-Malatgabe unveränderten Y_Glucose-Werte zeigen. Die von Doelle (1971) beschriebene verstärkte Milchsäurebildung aus Glucose bei Anwesenheit von Malat konnte auf einen pH-Effekt zurückgeführt werden. Für eine ebenfalls von Doelle (1971) berichtete Bildung von l-Lactat aus Glucose unter dem Einfluß von l-Malat ergab sich kein Anhaltspunkt.

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The effect of l-malate on glucose fermentation by Leuconostoc mesenteroides

Summary It is shown that the simultaneous fermentation of l-malate and d-glucose by Leuconostoc mesenteroides 39 does not lead to quantitatively or qualitatively different fermentation products. When glucose, labelled in different positions is fermented, the distribution of ¹⁴C within the fermentation products is not changed by the addition of l-malate to the fermentation mixture. The l-malate fermentation does not contribute energy for growth, since Y_glucose remains unchanged by adding l-malate to the medium. The increased production of lactic acid from glucose in the presence of l-malate, reported by Doelle (1971), is due to a pH effect. There is no indication of the formation of l(+)-lactate in addition to d(-)-lactate from glucose, when l-malate is present as claimed by Doelle (1971).

     

Die Beeinflussung des Phosphathaushalts von Mikroorganismen durch Kohlendioxyd

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

Verluste radioaktiv markierter Substanzen aus Pisum-Wurzeln nach Verfütterung von D-Glucose-14C im Verlauf unterschiedlicher Präparationsmethoden für die Elektronenmikroskopie

Zusammenfassung Die Verluste an radioaktiv markierten, aus d-Glucose-¹⁴C in Pisum-Wurzeln entstandenen Substanzen, die im Verlauf unterschiedlicher Präparationsmethoden für die Elektronenmikroskopie auftreten, werden mit einem Flüssigszintillationszähler bestimmt. Die Identifizierung der Metabolite erfolgt an Hand von Dünnschichtchromatogrammen und Autoradiographien. Nach Flüssigfixierung mit Glutaraldehyd (Glut.) und OsO₄ wird weniger äthanollösliche Radioaktivität, die zu ca. 76% in Glucose, sonst aber in Aminosäuren und N-freien Säuren vorliegt, extrahiert, als nach Einzelfixierung mit einem der genannten Fixierungsmittel.Durch stufenlose Acetonentwässerung, anstelle von Entwässerung in Aceton-bzw. Äthanol-Stufen und Propylenoxyd, ferner durch Zusetzen von Saccharose zu den Fixierungs- und Entwässerungs-Medien, kann die Extraktion weiter reduziert werden. Nach OsO₄-Räucherung und stufenloser Entwässerung bleibt die größte Menge an Radioaktivität im Gewebe. Der Aufenthalt in den hohen Aceton- und Äthanolstufen bringt hier keine hohen Verluste mit sich, dasselbe gilt für Propylenoxyd und Epon. Glut. und Acrolein unterscheiden sich hinsichtlich der Retention an Radioaktivität nicht wesentlich.In allen Präparationen besteht der größte Teil der verbleibenden Radioaktivität aus Glucose. Es wird vermutet, daß diese hauptsächlich auf Grund von Membranveränderungen zurückbleibt, die Aminosäuren zusätzlich durch ihre Reaktion mit den Fixantien.

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The effect of different preparation schedules for electron microscopy on the loss of labelled substances in roots of Pisum after feeding with ¹⁴C-glucose

Summary The losses of marked metabolites of ¹⁴C-glucose in Pisum roots were determined by means of liquid scintillation counting during different electron microscopic preparation schedules. ¹⁴C-glucose was applied to the roots. Metabolites were identified in thinlayer chromatographs and radioautographs. Fixation with glutaraldehyde (glut.) followed by OsO₄ rendered the radioactivity in the tissue less susceptible to ethanolic extraction than treatment with either glut. or OsO₄. The ethanolic extracts showed 76 per cent of their radioactivity in glucose, the remainder in amino acids and nitrogen-free acids. Continuous dehydration by acetone instead of stepwise dehydration by acetone, ethanol, and propylene oxide further reduces extraction. Even better results are achieved by adding sucrose to the fixation and dehydration media. Finally, after fixation with OsO₄ fumes followed by continuous dehydration, most of the incorporated radioactivity is retained in the tissue. The passage through high acetone and ethanol concentrations as well as through propylene oxide and epon does not cause significant losses. Glut. and acroleine do not differ significantly with respect to the retention of radioactivity. In all preparations the larger part of the retained radioactivity is found in glucose. It is suggested that glucose is predominantly retained because of membrane changes during fixation, whereas the amino acid retention is enhanced by reactions with the fixing agents.

     

Untersuchungen über den Glucosestoffwechsel keimender Uredosporen von Puccinia graminis var. tritici

Zusammenfassung ¹⁴C-Glucose wurde an Uredosporen von Puccinia graminis appliziert, und es wurde die Aufnahme der Glucose durch die Sporen und die Inkorporation des Glucosekohlenstoffs in das Sporenmaterial untersucht. Das Studium der Abhängigkeit der Glucoseaufnahme von der Konzentration im Medium ergab: Bei höheren Glucosekonzentrationen werden größere Glucosemengen aufgenommen. Die bei einer Konzentration von 5×10^-2 mol aufgenommene Glucose reicht aus, um den gesamten Kohlenhydratbedarf für die Bildung der Keimschlauchwände zu decken. Die Glucoseaufnahme nimmt im Verlauf der Inkubationszeit zu. Die aufgenommene Glucose wird nur in geringem Umfang veratmet. Sie wird statt dessen bevorzugt zur Synthese von in 40% igem Äthanol unlöslichen Verbindungen verwendet.Weiterhin wurden die Stoffwechselwege verfolgt, auf denen Glucose umgesetzt wird. Wir untersuchten, in welche Verbindungen des Sporenmaterials Glucose-kohlenstoff eingebaut wird. Der größte Teil der löslichen ¹⁴C-Aktivität fand sich in der Fraktion der Kohlenhydrate und der freien Aminosäuren. Mannit, Arabit und Glycerin hatten die höchsten spezifischen Aktivitäten. Unter den freien Aminosäuren zeigten Alanin, Tyrosin und Glutaminsäure relativ hohe spezifische ¹⁴C-Aktivität. Hieraus kann man folgern, daß Glucose sowohl über den PPC wie über den EMP und TCA-Cyclus umgesetzt wird. Es wurde festgestellt, in welchem Ausmaß die aufgenommene Glucose zur Synthese der Keimschlauchwand verwendet wird. Eine Analyse der Keimschlauchwände ergab: Fast 90% des inkorporierten ¹⁴C fand sich in den unlöslichen Verbindungen der Keimschlauchwände. Während der Inkubation gelangte keine ¹⁴C-Aktivität in das Material der Sporenwände.

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Investigation of glucose metabolism in germinating uredospores of Puccinia graminis var. tritici

Summary Uredospores of Puccinia graminis were incubated in a medium containing ¹⁴C-glucose. The uptake of glucose by the spores and the incorporation of glucose carbon into the spore material was investigated. With higher glucose concentrations in the medium larger amounts of glucose were taken up by the spores. At a concentration of 5×10^-2 mol the glucose withdrawn from the medium is sufficient to supply all carbohydrate material necessary for the synthesis of germ tube walls. The glucose taken up increased during the incubation time and was respired only to a small extent. It was used predominantly for the synthesis of compounds insoluble in 40% ethanol.Fractionation of the soluble ¹⁴C-activity showed that most of it had been incorporated into carbohydrates and free amino acids. Mannitol, arabitol and glycerol had higher specific activities than all other compounds. The amino acids alanine, tyrosine and glutamic acid showed relatively high ¹⁴C incorporation. The labelling pattern is in agreement with the view that glucose is metabolized via the pentose phosphate pathway as well as the Embden-Meyerhof pathway and the tricarboxylic acid cycle.However, only 12% of the ¹⁴C incorporated could be accounted for by soluble products. An analysis of the germ tube wall revealed that it contained the bulk of the incorporated ¹⁴C-activity. Most of the activity was found in the carbohydrate constitutents of the germ tube wall, namely glucose, mannose, galactose and glucosamine. This indicates that the glucose taken up from the medium by the spores is predominantly used for the synthesis of the germ tube wall. The spore wall material did not contain ¹⁴C.

     

Untersuchungen zum Säurestoffwechsel von Aspergillus niger

Zusammenfassung Entwickelt sich das Mycel von Aspergillus niger ausgehend von Conidien bei 43, 30 bzw. 10° C auf einer Nährlösung mit Glucose (5%) als C-Quelle und KNO₃ (1%) als N-Quelle, so kann durch Zusatz von Glucon- bzw. Citronensäure vor und nach dem Zeitpunkt des fast völligen Glucoseverbrauches eine Mehranhäufung von Oxalsäure erzielt werden. Die auf die Kultur und auf den Verbrauch an Citronensäure bezogene Ausbeute ist von der Temperatur und dem Zeitpunkt des Zusatzes abhängig. Bei 43° C wurde für die Zeit nach dem fast völligen Glucoseverbrauch ein Einbau von C¹⁴ aus Gluconsäure-C¹⁴ (U) und Citronensäure-1,5-C¹⁴ in die Oxalsäure nachgewiesen. Unter diesen Bedingungen können also beide Säuren als C-Quelle für die Oxalsäureanhäufung dienen. Es wird vermutet, daß die Mehranhäufung von Oxalsäure durchweg mit einem Umsatz von Glucon- und Citronensäure u. a. in Oxalsäure verknüpft ist.

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Summary Aspergillus niger has been grown from conidia at 43, 30 or 10° C on a medium containing glucose (5%) as a source of carbon and KNO₃ (1%) as a source of nitrogen. Gluconic and citric acid have been added before and after glucose in the medium has been used up almost completely. By addition of each of the acids yield of oxalic acid related to flask could be increased. Yield of oxalic acid related to flask and to citric acid consumed depends on temperature and on time of addition. Incorporation of C¹⁴ from gluconate-C¹⁴ (U) and citric acid-1,5-C¹⁴ into oxalic acid has been demonstrated at 43° C for cultures having used up glucose almost completely. By this it is proofed that under these conditions gluconic and citric acid can be used as a source of carbon for accumulation of oxalic acid. It is suggested that increase of oxalic acid yield caused by addition of gluconic or citric acid is due to conversion of the two acids into oxalic acid (among other products) under all conditions investigated.

     

Über Eiweißbildung durch Bakterien

Zusammenfassung Aus Dünn- und Dickdarm des Rindes wurde ein aerobes sporenbildendes Bakterium — Bacillus glycinophilus nov. spec. — isoliert und auf die Bedingungen untersucht, unter denen Glykokoll in einer 0,1%igen, 1% Glucose neben anorganischen Salzen enthaltenden Nährlösung innerhalb 48 Stunden fast quantitativ zu Eiweiß assimiliert wird.Damit der Vorgang sich in dieser Geschwindigkeit vollziehen kann, ist Verwendung junger, andauernd von Tag zu Tag übergeimpfter Impfkulturen, ferner Zusatz von 0.1% lediglich als Kolloid wirkendem Agar zur Nährlösung notwendig, weiterhin aber eine verhältnismäßig hohe Phosphatkonzentration, vor allem aber eine genügende Eisenversorgung.Die optimale Eisenmenge ist je nach der Phosphatkonzentration und Phosphatpufferung etwas verschieden. Augenscheinlich ist die wirksame Zustands- oder Verteilungsform des Eisens weitgehend von der Phosphatgegenwart abhängig.Bei geringen Eisenmengen kann Gegenwart von Calcium eine weitgehende Verschlechterung der Eisenversorgung des Bakteriums (durch Ausfällung und Adsorption) verursachen. Dest. Wasser ist zur Kultur infolgedessen weit besser geeignet als kalkhaltiges Leitungswasser.Eine für das untersuchte Bakterium geeignete Nährlösung (Glucose 1%, Glykokoll 0,1%, K₂HPO₄/KH₂PO₄ 0,10/0,52%, MgSO₄. H₂O 0,01%,FeSO₄. H₂O 0,01%, Agar 0,1%) ist für andere Mikroorganismen (Aspergillus, Azotobacter, B. subtilis) nicht optimal, insbesondere auch nicht hinsichtlich des Eisens.Es wird an Hand der Literatur darauf hingewiesen, daß eine Glykokollwirkung nicht nur vom Gesichtspunkt der Stickstoff- (gegebenenfalls auch der Kohlenstoff-) Versorgung aus betrachtet werden darf, sondern daß noch Wirkungen anderer Art hinzukommen können.unter Mitwirkung von Brigitte Lehmann     

Untersuchungen Über Den Einfluss Von Substratzufuhr Auf Den Abbau Zelleigenen Materials Bei C14-Markierter Chlorella

Zusammenfassung C¹⁴-markierte Chlorellen wurden mit Glucose versetzt und anhand der abgegebenen Radioaktivität das aus zelleigenem Material freigesetzte CO₂ bestimmt. In den ersten Stunden wird mehr Zellmaterial abgebaut (bis zu rund 300%) als bei den Kontrollen ohne Substrat. Allmählich tritt aber ein Ersatz des Zellmaterials durch das exogene Substrat ein. Zusatz von DNP und Ammonium, die zu einem starken Anstieg der Leeratmung führen, verursachen gemeinsam mit Glucose keine zusätzliche Steigerung der Veratmung zelleigenen Materials. Acetat wirkt gleichsinnig wie Glucose. Es wird angenommen, daß der Glucoseumsatz auf dem Umweg über die Beschleunigung des Phosphatumsatzes zur Steigerung der Atmungsgeschwindigkeit führt.Mit 1 TextabbildungHerrn Prof. Dr.Otto Renner zum 75. Geburtstag in Verehrung und Dankbarkeit gewidmet.     

Entwicklungsstadien- und sippenspezifische Zellwand-Autolysine bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen in der Gattung Chlamydomonas

Zellwand-Autolyse ist nach vorliegender Untersuchung in der Gattung Chlamydomonas ein normaler und streng stadienspezifischer Vorgang in der Ontogenese Zum Nachweis der beteiligten lyrischen Faktoren (?Autolysine”) wurden einfache biologische Tests entwickelt Eine Freisetzung von Zoosporen aus den Sporangien mittels enzymatischer Sporangienwand-Autolyse ließ sich bei 52 Stämmen unterschiedlicher Herkunft von 42 Arten nachweisen und ist für die Gattung als generelles Prinzip anzusehen Sekretion wie auch Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine sind entwicklungsstadien-spezifisch: nur junge Zellen können das Autolysin sezernieren; mit dem Autolysin läßt sich nur die Sporangienwand lysieren, nicht aber die Wand von Zoosporen, vegetativen Zellen oder Gameten Mit Sporangienwand-Autolysinen von Arten, bei denen sowohl vegetative Zellen wie Sporangien von einer gallertigen ?Kapsel” umgeben sind, ließ sich diese Gallerte in jedem Entwicklungsstadium kurzfristig auflösen, ohne jedoch auch hier die eigentliche Zellwand vegetativer Zellen zu lysieren Hinsichtlich der Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine auf Sporangien anderer Chlamydomonas-Arten ergab sich eine Sippen-Spezifität, d. h. sie wirkten in der Regel nur innerhalb einer Gruppe morphologisch meist ähnlicher Arten, in einigen Fällen nur auf Sporangien des Erzeugerstammes. Nach der Wirkungsspezifität ihrer Autolysine ließen sich die 52 aktiven Chlamydomonas-Stämme 15 Gruppen zuordnen Eine Autolysinwirksamkeit zwischen diesen Gruppen war in mehreren Fällen nachweisbar: die Autolysine von vier Gruppen wirkten im Biotest einseitig auch auf Sporangien der Stämme jeweils einer anderen Gruppe Arten mit gemeinsamem Sporangienwand-Autolysin stimmten auch in weiteren physiologischen und morphologischen Merkmalen überein; offensichtlich handelt es sich um Gruppierungen natürlich verwandter Formen Es werden vier Modi der autolytischen Sporenfreisetzung beschrieben entsprechend dem unterschiedlichen Verhalten der Sporangienwände (totale oder partielle Lysis) und der Gallerten im Sporangieninneren Es wurden Methoden zur Isolierung und Reinigung von Sporangienwand-Präparaten für 14 Chlamydomonas-Arten mit jeweils spezifischem Autolysin ausgearbeitet. Nach dünnschicht-chromatographischen Analysen von Hydrolysaten dieser Wandpräparate sind die Haupt-Zuckerkomponenten fast immer Galaktose und Arabinose, dazu kommen in geringerer Menge je nach Art in wechselnden Verhältnissen Xylose, Fucose, Rhamnose, Uronsäuren und eine nicht identifizierte Pentose; Glucose — und damit Cellulose — fehlt in der Regel oder ist nur in Spuren nachweisbar. Eine Ausnahme macht nur C. ulvaensis. Haupt-Zuckerkomponenten sind hier Xylose und Glucose; Galaktose und Arabinose sind nur in geringen Anteilen enthalten In Bestätigung einer früheren Beobachtung von Claes (1971) wird die Wirksamkeit eines zweiten Autolysins im Entwicklungszyklus von Chlamydomonas nachgewiesen: Gameten der diözischen C. reinhardii sezernieren bei Geißelkontakt der Kreuzungspartner ein ?Gametenwand-Autolysin”, das zum Abwurf der Gametenwände bei beiden Kreuzungstypen führt. Es wurde eine verbesserte Methodik zur Gewinnung des Gametenwand-Autolysins erarbeitet Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich die Wände aller Zellstadien der Art (Gameten, Zoosporen, vegetative Zellen, Sporangien), mit Ausnahme der Zygoten, total auflösen. Entsprechend dieser Eigenschaft des Gametenwand-Autolysins wurde — erstmals bei einzelligen Grünalgen — ein schonendes Verfahren zur Isolierung von Protoplasten für Zellanalysen entwickelt Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich nur bei den Stämmen Protoplastenbildung und Sporangiolysis erzeugen, die ein gemeinsames Sporangienwand-Autolysin mit C. reinhardii besitzen; beide Autolysine stimmen also in der Sippenspezifität ihrer Wirkung überein Sporangienwand- und Gametenwand-Autolysine gleichen sich in den bisher geprüften Eigenschaften: sie sind fällbar mit (NH₄)₂SO₄, nicht dialysierbar, temperaturlabil (inaktiviert nach 10 Min. 70 C), inaktivierbar mit 5 × 10^?4 M HgCl₂, mit der Proteinase Papain und meistens mit dem Komplexbildner Äthylendiamin-tetraessigsäure In der Diskussion wird im Zusammenhang mit den Resultaten vorliegender Arbeit über die Zusammensetzung der Zellwände bei den Volvocales, über die Beteiligung von Autolysinen bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen aus Sporangien und Gametangien bei Pilzen und Algen sowie über eine mögliche Berücksichtigung der Sippenspezifität von Autolysinen für ein natürliches System der Chlamydomonaden referiert     

Zur Genetik Der Hell?ugigen Mehlmottenst?mme

Zusammenfassung Bei Anwesenheit eines mutanten Allels der a-Serie kann die Imaginalaugenfarbe durch eine Reihe von Modifikatoren von Kaffeebraun bis Orange und von Rot über Orange bis Gelb abgestuft werden. Dieselbe mittlere Helligkeitsstufe kann mit verschiedenen a-Allelen von verschiedenen Modifikatorenpaaren erzielt werden.Nach der Variantenverteilung der Helläugigen in F₂ wirken die Modifikatoren teils additiv-intermediär, teils additiv-dominant, teils identisch-dominant ohne Addition.In den Kreuzungen der helläugigen Stämme unter sich tritt jeweils eine Verschiebung des Mittelwertes der F₂ gegenüber der F₁ nach den helleren Klassen zu ein.Gegenüber a ⁺ sind die Modifikatoren hypostatisch.Ein weiteres mutantes Allel der a-Serie außer a und a ^k konnte nicht nachgewiesen werden.Mit 17 Textabbildungen.     

Catabolite repression of thiosulfate reduction bySalmonella typhimurium

The effect of glucose and other carbon sources on thiosulfate reduction and on the expression ofphs bySalmonella typhimurium was examined. Glucose repressed both H₂S production from thiosulfate and methyl viologen-linked thiosulfate reductase activity. Cyclic AMP (2 mM) in the growth medium restored both activities. Cyclic AMP was essential for both activities in acya mutant. Glucose and many other sugars repressedphs expression in both Cya⁺ and Cya^– phs::Mu d1(Ap^r lac) operon fusion mutants. Increasing cyclic AMP to 10 mM increasedphs expression in the presence of some, but not all, sugars. It appears that catabolite repression of thiosulfate reduction inS. typhimurium involves more than a simple requirement for cyclic AMP.     

Carboxylierungsreaktionen in Agaricus bisporus III. Pyruvat und Phosphoenolpyruvat als CO2-Acceptoren

Zusammenfassung Zellfreie Extrakte aus Agaricus bisporus bilden Malat, Fumarat und Aspartat einerseits aus Pyruvat und CO₂ in Gegenwart von Mn²⁺ und andererseits aus Phosphoenolpyruvat und CO₂ in Gegenwart von Mg²⁺.Die Carboxylierung von Pyruvat wird durch ATP und NADPH₂ deutlich gefördert, ist aber unabhängig von der Anwesenheit von CoA-Estern. Die Reaktion erfährt durch pCMB, Oxalat und Avidin eine Hemmung.Die Carboxylierung von Phosphoenolpyruvat wird durch ADP, nicht aber durch GDP und IDP gefördert.Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß bei der Carboxylierung von Pyruvat sowohl Pyruvatcarboxylase als auch Malatenzym wirksam sind, während für die Oxalacetatsynthese aus Phosphoenolpyruvat PEP-Carboxykinase verantwortlich ist.Die Bedeutung der drei Enzyme im Zusammenhang mit der Ernährung des Kulturchampignons aus dem natürlichen Substrat, mit der Glucogenese und der Steuerung des Citronensäurecyclus wird diskutiert.

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Carboxylation reactions in Agaricus bisporus III. Pyruvate and phosphoenolpyruvate as CO₂-acceptors

Summary Cell-free extracts from Agaricus bisporus catalyze the synthesis of malate, fumarate and aspartate from pyruvate and CO₂ in the presence of Mn²⁺, and from phosphoenolpyruvate and CO₂ with Mg²⁺ (partially replaceable by Mn²⁺).The carboxylation of pyruvate is highly stimulated by ATP and NADPH₂, but is not affected by CoA-esters. The reaction is inhibited by pCMB, oxalate and avidin.The carboxylation of phosphoenolpyruvate is stimulated by ADP, but not by IDP and GDP.From cofactor-requirement and inhibitor studies it is concluded, that there are two enzymes, pyruvatecarboxylase and malic enzyme, which catalyze the carboxylation of pyruvate. Phosphoenolpyruvate carboxykinase is responsible for the CO₂-fixation into oxaloacetate.The significance of these three enzymes is discussed in connection with the nutrition of the fungus from its natural growth substrate and with the regulation of glycogenesis and the citric acid cycle.

     

Untersuchungen an der Polysaccharidfraktion der Zellwände von Anacystis nidulans

Zusammenfassung Die Zellwände von Anacystis nidulans enthalten 23,8% Zucker (berechnet als Glucose), 8,9% Gesamtstickstoff, 0,1% Gesamtphosphor, 27,6% Protein und 36% Lipide. Die Polysaccharidfraktion wurde durch Phenol-Wasser-Extraktion isoliert. Sie scheint keine Aminozucker und keine sauren Zucker zu enthalten. Als Komponenten wurden Mannose, das den größten Anteil stellt und Glucose nachgewiesen. Zwei weitere Zucker konnten nicht identifiziert werden. Sie haben die gleichen R_f-Werte wie Galaktose und Fucose.

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Summary The cell walls of Anacystis nidulans contain 23.8% sugar, 8.9% total-N, 0.1% total-P, 27.6% protein, and 36% lipids. The polysaccharide fraction was isolated by phenol-water-fractionation. Aminosugars and acid sugars are not detectable. After hydrolysis four substances were isolated by paper chromatography. The main component is mannose, the second is glucose. The third and fourth substance have the same R_f-value as galactose and fucose, but do not agree with these standards in the sulfuric acid cysteine reaction from Dische.

     

Glucose metabolism by brown trout peripheral blood lymphocytes

Glucose metabolism in peripheral blood lymphocytes from the brown trout Salmo trutta has been studied. Glucose is taken up by means of a sodium-independent saturable process (K _m=10.8 mmol·l^-1), as well as by simple diffusion. Once within the cell, most of glucose is directed to lactate production through either the Embden-Meyerhof pathway or the hexose-monophosphate shunt. Rates of lactate formation are higher than rates of CO₂ formation. Glutamine does not exert an effect on either glucose uptake or glucose metabolism. The present study provides information regarding the nature of energy sources for different cell types in salmonids.Abbreviations 3-OMG 3-O-methyl glucose - EM Embden-Meyerhoff pathway - G6D glucose-6-phosphate dehydrogenase - HK hexokinase - HMS hexose monophosphate shunt - ICDH isocitrate dehydrogenase - K _m apparent Michaelis constant - LDH lactate dehydrogenase - MCB modified Cortland buffer - PBL peripheral blood lymphocytes - PFK fructose-6-phosphate kinase - PK pyruvate kinase - RBC red blood cells - V _max maximal rate of uptake     

Biosynthese von Mannitol in Agaricus bisporus

Zusammenfassung Zellfreie Extrakte aus Fruchtkörpern von Agaricus bisporus katalysieren eine NADPH-abhängige Reduktion freier Fructose zu Mannitol. In vivo werden neben diesem Zucker auch andere Monosen in den Hexit eingebaut; die entsprechenden Inkorporationsraten sind jedoch gering (für Mannose 11%, Glucose 7% und Xylose 2%, bezogen auf diejenige von Fructose = 100%). Auch die Mannitolbildung aus Glucose erfolgt über Fructose als Zwischenprodukt, und ein alternativer Syntheseweg, Reduktion von Glucose zu Sorbitol und dessen Epimerisierung zu Mannitol beinhaltend, scheint nicht realisiert zu werden, obschon es gelang, Spuren von Sorbitol gaschromatographisch nachzuweisen. Im Kulturchampignon ist demnach freie Fructose als obligater Präkursor von Mannitol zu betrachten.Die experimentellen Resultate werden im Zusammenhang mit unseren gegenwärtigen Kenntnissen über den Kohlenhydratstoffwechsel von A. bisporus diskutiert.

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Biosynthesis of mannitol in Agaricus bisporus

Summary In cell-free extracts of fruiting bodies of A. bisporus mannitol is shown to be synthesized by a NADPH-dependent reduction of free fructose. In vivo other monoses are also incorporated into the mannitol skeleton, but to a much lesser extent. Formation of this hexitol from glucose proceeds through fructose as an intermediate, whereas mannitol synthesis by a pathway involving reduction of glucose to sorbitol and epimerization of the latter to the polyol in question does not seem to occur, although it was shown that sorbitol exists in the common mushroom. Therefore, fructose would appear to be the obligate precursor of mannitol in this fungus. The experimental results are integrated into the picture of our present knowledge of carbohydrate metabolism in A. bisporus.

     

Die Herkunft von Gärungsnebenprodukten bei der Milchsäuregärung von Lactobacillus acidophilus

Zusammenfassung Die Herkunft von Gärungsnebenprodukten bei der Milchsäuregärung von Lactobacillus acidophilus wurde mit Hilfe positionsmarkierter Glucosen untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, daß etwa zwei Drittel des gebildeten CO₂ aus Kohlenstoffatom 1 der Glucose über den oxydativen Teil des Hexosemonophosphat-Shunt entsteht. Das restliche CO₂ sowie der Alkohol stammen aus der Decarboxylierung der bei der Glykolyse intermediär gebildeten Brenztraubensäure. Die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Definition Homofermentation-Heterofermentation wird diskutiert.

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Origin of by-products in lactic acid fermentation of Lactobacillus acidophilus

Summary The origin of by-products of the lactic acid fermentation of Lactobacillus acidophilus was investigated using specifically labelled glucoses. It could be demonstrated that about 2/3 of the CO₂ is derived from carbon-1 of the glucose by hexose-monophosphate-shunt. The remaining CO₂ and the ethanol originate from the decarboxylation of pyruvic acid formed via the Embden-Meyerhof-pathway. The consequence of these results for the definition homofermentation-heterofermentation is discussed.

     

Hibernation enhancesd-glucose uptake by intestinal brush border membrane vesicles in ground squirrels

The ability to actively transport nutrients is maintained in intestinal tissues of hibernating ground squirrels compared with their active counterparts, and shows apparent upregulation in hibernators when transport rates are normalized to tissue mass. To identify the mechanisms responsible for the preservation of transport function during the extended fast of hibernation, we studiedd-glucose uptake into jejunal brush border membrane vesicles prepared from active and hibernating 13-lined ground squirrels. Hibernators were without food and showing regular bouts of torpor for at least 6 weeks before sacrifice. Electron micrographs indicated similar microvillus heights of jejunal enterocytes in the two activity states, whereas microvillus density was slightly greater in the hibernators. Glucose uptake into brush border membrane vesicles was inversely related to medium osmolarity, indicating negligible binding of substrate to brush border membrane vesicles surfaces, and intravesicular spaces were similar in hibernating and active squirrels. Glucose uptake showed strong Na⁺ dependency in both groups, with equivalent overshoot values in the presence of Na⁺. Kinetic analysis revealed a significant increase in the maximal velocity of transport (J _max) in hibernators (55.9±5.6 nmol·min^-1·mg^-1) compared with active squirrels (36.7±5.1 nmol·min^-1·mg^-1,P<0.05), with no change inK _m. Thus, the structure and absorptive capacity of the intestinal brush border persists in fasted hibernators, and the increase inJ _max for glucose uptake during hibernation likely contributes to the enhanced Na⁺-dependent glucose absorption previously observed at the tissue level.Abbreviations BBM brush border membrane(s) - BBMV brush border membranes vesicles - SGLT1 Na⁺-glucose transporter - 3-OMG 3-orthomethylglucose - J _max maximal velocity of transport - K _m transporter affinity for substrate - T _b body temperature     

Cellular distribution of yeast pyruvate decarboxylase,and its induction by glucose

Summary The cellular distribution of pyruvate decarboxylase and acetyl-CoA kinase in C. pulcherrima grown on glucose has been investigated. By using a mild procedure for the separation of the cytoplasmic and mitochondrial fractions, it could be demonstrated that both enzymes are almost exclusively localized in the cytoplasm.The levels of pyruvate decarboxylase in Candida pulcherrima and Saccharomyces cheresiensis grown aerobically on different carbon sources have also been studied: it was high in cells from glucose, glucose plus acetate, or glucose plus pyruvate, and low in cells from acetate or pyruvate. By contrast, the content of acetyl-CoA kinase was always relatively constant. Evidence is also presented for the induction of pyruvate decarboxylase by glucose.

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Zusammenfassung Es wurde die Zellverteilung von Pyruvatdecarboxylase und Acetat-CoA-Kinase in mit Glucose gewachsenem Candida pulcherrima untersucht. Bei der Erhaltung der subcellularen Fraktionen, d. h. Cytoplasma und Mitochondrien, ist eine milde Methode angewandt worden. Es konnte gezeigt werden, daß Pyruvatdecarboxylase und Acetat-CoA-Kinase fast ausschließlich in der cytoplasmatischen Fraktion vorkommen.Die Menge dieser Enzyme in mit verschiedenen Kohlenstoffquellen aerob gewachsenen Candida pulcherrima und Saccharomyces cheresiensis wurde ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse zeigen zeigen einen hohen Pyruvat-decarboxylaseinhalt in Hefezellen aus Glucose, Glucose plus Acetat oder Glucose plus Pyruvat, im Gegensatz zu jenen aus Acetat oder Pyruvat, deren Inhalt in diesem Enzyme niedrig war. Die Werte für Acetat-CoA-Kinase zeigen aber keine deutlichen Änderungen. Außerdem wurde die Induktion von Pyruvatdecarboxylase durch Glucose nach-gewiesen.

     

Glucose and Galactose Transport in Bifidobacterium bifidum DSM 20082

Sugar uptake was measured with ³H-galactose and ¹⁴C-glucose. Galactose transport system was not modified by inhibitors of known translocases and did not present a saturation kinetic with high concentration of galactose. Glucose incorporation was inhibited by lasalocid (cation symport inhibitor) and increased by KCl. The kinetic parameters K _M and V _max were respectively 9.16 mM and 26.56 nmol/min/mg cell protein. On the basis of this study, galactose crossed through the membrane by diffusion, and glucose was incorporated by a cation symport which is regulated by K⁺ ions. Received: 19 February 1997 / Accepted: 20 March 1997     

Carboxylierungsreaktionen in Agaricus bisporus

Zusammenfassung In Gegenwart von ATP, Mn^2ü (oder Mg^2ü), CoA und Glutathion fixieren zellfreie Extrakte aus Sporophoren von Agaricus bisporus selbst in Abwesenheit exogener CO₂-Acceptoren in erheblichem Maße Kohlendioxyd. Entsprechend der Hemmbarkeit dieser CO₂-Fixierungsreaktionen durch Avidin und p-Chloromercuribenzoat handelt es sich bei diesen zum mindesten teilweise um durch Biotin-Enzyme katalysierte Vorgänge. Einer der endogenen CO₂-Acceptoren ist sehr washrscheinlich mit aus Isovaleriansäure gebildetem -Methylcrotonyl-CoA identisch.Die experimentellen Ergebnisse werden im Zusammenhang mit den bekannten physiologischen Effekten von CO₂ auf Fruktifikation und Morphogenese des Kulturchampignons diskutiert. Es scheint, daß Biotin-abhängige Carboxylierungsreaktionen eine der biochemischen Grundlagen für den Kontrolleinfluß von Kohlendioxyd im Lebenscyclus von A. bisporus darstellen.

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Carboxylation reactions in Agaricus bisporus I. The endogenous CO₂-acceptor

Summary Cell-free extracts of sporophores of Agaricus bisporus incorporate considerable amounts of carbon dioxide into organic acids even without added substrate, provided that ATP, Mn^2ü or Mg^2ü, Coenzyme A and glutathione are present. These CO₂-fixation reactions are inhibited by avidin and p-chloromercuribenzoate. It is therefore concluded that at least part of these reactions are katalyzed by biotin enzymes. One of the endogenous CO₂-acceptors is probably identical with -methylerotonyl-CoA, formed from isovaleric acid.The experimental results are diseussed in relation to the well-known physiological effects of carbon dioxide on fructification and morphogenesis in the cultivated mushroom. It is suggested that biotin-dependent carboxylations might represent the biochemical basis for the centrolling function of CO₂ in the life cycle of A. bisporus.