Kohlenhydrate,freie Aminosäuren und Proteinzusammensetzung einiger mariner Diatomeen und der limnischen DiatomeeMelosira varians

Zusammenfassung 1. In einem Gemisch mariner Diatomeenarten (vor allemCoscinodiscus concinnus, C. grani undBiddulphia sinensis) konnten 6 Zucker identifiziert werden, und zwar 3 Hexosen: Galactose, Glucose und Mannose, und 3 Pentosen: Arabinose, Xylose und Ribose. Bei den limnischenMelosira varians hingegen fanden sich nur Glucose und Xylose.2. Hinsichtlich der Aminosäuren konnten zwischen den untersuchten Meer- und Süßwasserarten weder bei den freien Aminosäuren noch im Protein-Hydrolysat qualitative Unterschiede nachgewiesen werden.3. Es bestehen aber signifikante quantitative Unterschiede. Auffällig ist vor allem der hohe Anteil der aromatischen Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin in den marinen Diatomeen.4. Den stärksten Anteil im Hydrolysat bilden in jedem Falle die Glutaminsäure und die Asparaginsäure, während bei den freien Aminosäuren neben der Glutaminsäure das Alanin im Vordergrund steht.

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Carbohydrates, free amino acids and protein composition of some marine diatoms and the limnetic diatomMelosira varians

Six different sugars could be identified in a mixture of marine diatom species (primarilyCoscinodiscus concinnus, C. grani andBiddulphia sinensis), namely, 3 hexoses: galactose, glucose and mannose, and 3 pentoses: arabinose, xylose and ribose. In the limnetic diatomMelosira varians, however, only glucose and xylose were found. With respect to the amino acids no qualitative differences could be detected between the marine and limnetic diatoms, neither in the free amino acids, nor in the proteinhydrolysate. On the other hand, there are significant quantitative differences, such as the remarkably high amount of the aromatic amino acids, phenylalanine and tyrosine, in the marine diatoms. In the hydrolysate, glutamic acid and aspartic acid dominate, in the free amino acids, alanine and glutamic acid.

     

Über Die Wirkung der Aminosäuren auf den Sauerstoffverbrauch submerser Gewächse

Ohne Zusammenfassung     

Die photodynamische Wirkung von Thiopyronin auf Nucleinsäuren

Summary RNA and DNA in aqueous solutions were irradiated by a day light lamp in the presence of thiopyronin as a photosensitizer. Thereby especially guanine is photooxydized, adenine and uracil however are quite stable. The action spectrum of the photodynamic effect is in good agreement with the absorption spectrum of thiopyronin.DNA is modified by the photooxydation of guanine and thus, its enzymatic degradation in vitro is partly inhibited. In addition to the common deoxynucleoside-5-phosphates an oligonucleotide fraction is obtained by the action of pancreas deoxyribonuclease and snake venom phosphodiesterase, these oligonucleotides being resistant to further action of these enzymes. The results are quite similar to the resistance of ultraviolet-irradiated DNA to enzymatic degradation, on which we have reported earlier.Photodynamic inactivation of microorganisms may therefore be referred to the consequences of guanine destruction within the nucleic acids.

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Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Unterstützung dieser Arbeit mit einer Sachbeihilfe.     

Die Wirkung von d-Aminosäuren auf die Struktur und Biosynthese des Peptidoglycans

Zusammenfassung In einem Konzentrationsbereich von 0,02–0,2 M hemmt d-Serin das Wachstum aller untersuchten Bakterien. Gleichzeitig traten morphologische Veränderungen der Bakterienzellen auf. In den nucleotidaktivierten Vorstufen von gehemmten Zellen wurden die d-Alaninreste des Peptidanteils ganz oder teilweise durch d-Serin ersetzt. Auch das Peptidoglycan enthielt d-Serin anstelle von d-Alanin, jedoch weiniger als in den Vorstufen. Zusätzlich war das modifizierte Peptidoglycan zu einem geringeren Anteil quervernetzt als das normale. Vier weitere d-Aminosäuren (Threonin, Valin, Leucin, Methionin) verursachten bei einer Konzentration von 0.2 M ähnliche Wirkungen wie d-Serin. Die Wirkungsweise von d-Aminosäuren auf die Peptidoglycansynthese kann daher allgemein wie folgt beschreiben werden: In Gegenwart von wachstumshemmenden Konzentrationen an d-Aminosäuren werden modifizierte nucleotidaktivierte Peptidoglycanvorstufen synthetisiert, die zu einem geringeren Ausmaß in das Peptidoglycan eingebaut und im Peptidoglycan schlechter quervernetzt werden. Der Ersatz von d-Alanin in Position 4 der Peptiduntereinheit ist dabei in der Regel am wirkungsvollsten. Nur bei Corynebacterium insidiosum und Staphylococcus aureus erwies sich der Ersatz in Position 5 als stärker hemmend. Diese Wirkungsweise entspricht weitgehend derjenigen von Glycin. Im Unterschied zur Wirkung von Glycin kann l-Alanin in Position 1 der Peptiduntereinheit nicht durch d-Aminosäuren ersetzt werden.

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Mode of action of d-amino acids on the biosynthesis of peptidoglycan

The mechanism of growth inhibition by d-amino acids was studied. d-Serine at concentrations from 0.02–0.2 M was sufficient to cause partial growth inhibition in seven species of bacteria representing the four most common types of peptidoglycan. The inhibited cells displayed morphological alterations. In the nucleotide-activated peptidoglycan precursors of these cells, d-alanine residues in position 4 and/or 5 of the peptide moiety were partially or even completely replaced by d-serine. The peptidoglycan also contained d-serine instead of d-alanine, but the percentual content of d-serine was significantly lower than that in the precursors. In addition, the modified peptidoglycan was less cross-linked than the normal one. Four other d-amino acids (d-threonine, d-valine, d-leucine, d-methionine) at concentrations of about 0.2 M caused similar effects as did d-serine when applied to Corynebacterium callunae and Bacillus subtilis. Thus the mode of action of d-amino acids on peptidoglycan synthesis can be generally described as follows: in their presence, at growth inhibiting concentrations modified nucleotide-activated peptidoglycan precursors are formed in which d-alanine residues are replaced by the d-amino acids. They are less efficiently incorporated into peptidoglycan. A high percentage of the modified muropeptides remains non-cross-linked, since they are poor substrates for the transpeptidation reaction. In the majority of the organisms, cross-linking was decreased when d-alanine in position 4 of the peptide subunit was replaced, in two organisms (Corynebacterium insidiosum and Staphylococcus aureus) replacement in position 5 was most effective, however. The low extent of crosslinkage is consistent with the morphological aberrations of inhibited cells. In previous studies with glycine, results were described that were in close analogy to those obtained with d-amino acids. However, glycine can replace not only d-alanine residues in position 4 and 5 but also l-alanine in position 1 of the peptide subunit.

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Verwendete Abkürzungen Dab Diaminobuttersäure - m-Dmp meso-Diaminopimelinsäure - GlcNAc oder G N-Acetylglucosamin - MurNAc oder M N-Acetylmuraminsäure     

Die Wirkung von Essigsäure und anderen aliphatischen Carbonsäuren auf das Wachstum von Endomycopsis vernalis

Ohne ZusammenfassungGekürzte Druckfassung einer Dissertation bei der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Bonn (D3). Vorläufige Mitteilung: M. Steiner u. R. Klemm: Naturwissenschaften 48, 630 (1961).     

Ausscheidungen der Aminosäuren mit dem Harn und Kot von kolostomierten und nicht operierten Hennen — Beitrag zur Methode der Aminosäurenresorbierbarkeit

Veal calves aged 8 weeks were fed iso‐energetic amounts of milk replacers with either a low (7.1g of calcium/kg of air‐dry diet) or a high concentration of calcium (11.6g of calcium/kg of air‐dry diet) for a period of 10 weeks. The extra calcium was added in the form of calcium formiate. Final body weight of the two dietary groups was similar. Faeces were collected during the final week of the trial. The high calcium diet raised faecal dry matter output by 87% and faecal energy by 70%. The extra output of faecal dry matter was composed of 36% and 37% of crude fat and ash, respectively. The extra faecal energy output was for 75% in the form of crude fat. The high versus low calcium intake not only depressed apparent digestibility of total lipids but also that of crude protein, carbohydrates and ash. It is concluded that a high calcium intake by veal calves reduced energy availability without affecting body weight gain.     

Freie Aminosäuren und verwandte Verbindungen in der Muskulatur der Chimäre sowie einiger Elasmobranchier und Evertebraten

Zusammenfassung Das Muster der freien Aminosäuren und verwandter Verbindungen in der Muskulatur von Chimaera sowie von Elasmobranchiern und marinen Evertebraten wurde papierchromatographisch untersucht.Der Gehalt an Gesamtstickstoff und Reststickstoff ist bei den Elasmobranchiern bedeutend höher als bei den Knochenfischen.Die Elasmobranchier unterscheiden sich von den Knochenfischen durch stärkeres Vorkommen einiger freier Aminosäuren und durch das Fehlen von Anserin.Die Konzentration von -Alanin ist bei den Rochen meist extrem hoch. Die Haie enthalten aber meist mehr freies Prolin, es fehlen ihnen -Aminobuttersäure und einige noch nicht indentifizierte Verbindungen.Die Muskulatur von Chimaera enthält wenig Aminostickstoff und nur geringe Mengen der meisten freien Aminosäuren.Bei den untersuchten Evertebraten kommen sehr erhebliche Mengen an freien Aminosäuren vor. Cystin/Cystein, Lysin und Histidin sind jedoch nur schwach nachweisbar. Diese Evertebraten unterscheiden sich von den Fischen

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Summary The pattern of the free amino acids and related compounds in the alcoholic extracts of the muscles of Chimaera and of some elasmobranchs and marine invertebrates has been studied by means of paper chromatography.The concentrations of total nitrogen and residual nitrogen show greater predominance in the elasmobranchs than in teleosts.The elasmobranchs differ from the teleosts by higher concentrations of some amino acids and by the absence of anserine.The quantities of -alanine are extremely large in most of the skates. The dogfishes contain more proline, but -amino butyric acid and some unidentified substances could not be detected.Chimaera contains only small amounts of -amino nitrogen and of most of the amino acids.Very large quantities of many free amino acids are found in some marine invertebrates. They differ from the fishes by the predominance of arginine, aspartic acid, proline and methionine and of some yet unknown compounds.

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Deutscher Beitrag zum Polarfrontprogramm des Internationalen Geophysikalischen Jahres 1958.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich ergebenst für die Gewährung eines Stipendiums und einer Sachbeihilfe.     

Die Aufnahme von 14CO2 und die Verteilung des 14C auf freie Aminosäuren und auf Proteinaminosäuren im Hellrot und im Blaulicht. [Objekt: Farnvorkeime von Dryopteris filix-mas (L.) Schott]

Summary Morphogenesis and metabolism of the early gametophytes (= sporelings) of the common male fern are controlled by light. The normal two-dimensional development of the gametophytes in white or blue light is correlated with an increase in protein content; inred light alone, on the other hand, the sporelings remain filamentous, and the protein content is markedly lower (cf. Mohr, 1965). The problem has been whether blue light increases the rate of protein synthesis or decreases the rate of protein degradation. This problem was solved in the present paper by the use of ¹⁴CO₂. Blue light promotes specifically the rate of protein synthesis as indicated by the increase of ¹⁴C incorporation into protein-bound amino acids under blue light as compared with red light.Using ¹⁴CO₂ we have analyzed the kinetics of free amino acid synthesis (Fig. 4) and protein synthesis (Fig. 5) under steady state conditions of photosynthetic CO₂ incorporation in blue or red light (Fig. 3). Under our conditions the rate of photosynthesis is about 1.5 times higher under blue light than under red light (Fig. 3, Table 1).The facts that the total pool sizes of the free amino acids are smaller in blue than in red light (v. Deimling and Mohr, 1967; Table 2) and that, on the other hand, the ¹⁴C-contents of the thoroughly labelled amino acid pools are virtually identical in blue and red (Table 3) indicate (a) that the pool sizes of these labelled amino acids may be equal in both light qualities and (b) that there is a compartmentation of free amino acid pools in the fern sporeling. This problem will be dealt with more in detail in a forthcoming paper on the behaviour of alanine in the fern sporeling (Payer, 1969).Protein synthesis is obviously much stronger under blue light than under red light. The detailed kinetics (Fig. 5b) indicate the involvement of two sorts of proteins: a relatively small part with high turnover which is rapidly labelled with a small but significant difference in red and blue, and a larger part with a slower turnover, the synthesis of which is strongly favored by blue light. — The first sort could be enzyme protein; the latter sort might be structural protein of the chloroplasts. These organelles increase dramaticly in size under the influence of blue light (Bergfeld, 1963). The amino acid composition of the protein, however, does not show any qualitative difference in gametophytes grown in blue or red light (v. Deimling and Mohr, 1967, Table 4).

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Die Aufnahme von ¹⁴CO₂ und die Verteilung des ¹⁴C auf freie Aminosäuren und auf Proteinaminosäuren im Hellrot und im Blaulicht. [Objekt: Farnvorkeime von Dryopteris filix-mas (L.) Schott]

     

Einfluß der Gerbsäure in Kombination mit Strohmehl auf die Verdaulichkeit der Rohnährstoffe und Aminosäuren bei Legehennen der Mastrichtung

Four fungi varieties (Wild variety, Chaetomium cellulolyticum, Trichoderma harzianum and Penicillium colony 10) were cultivated in a solid‐state fermentation on a wheat straw‐wheat bran‐sugar beet pulp mixture (20 : 40: 40%).

The fermented substrates contained xylanase (22.1 to 78.6 Units g^‐1 DM) and cellulase (0.47 to 14.0 Units g^‐1 DM). Fermented substrate was homogeneously mixed with ground wheat straw (1: 2; 1: 5 and 1 : 10), moistened to 30 or 50% DM, airtightly stored for 24 h at 50°C and deep frozen. All samples were given in nylon bags and incubated for 48 h in the rumen of 4 sheep.

In sacco DMD decreased with higher straw proportions in the mixture (1: 2; 1 : 5 and 1: 10: 52.0; 46.8 and 44.2% resp.), the DM‐content did not significantly influence the in sacco DMD. The Wild variety and Chaetomium cellulolyticum did not significantly influence the in sacco DMD, Trichoderma harzianum and Penicillium colony 10 decreased DMD in some cases.

In general added fungi did not improve the rumen degradability of fibre.     

Der mikrobielle Abbau der Aminosäuren

Ohne ZusammenfassungFrühere Zusammenfassungen: Janke (1930); Franke (1939).     

Über die Wirkung schwefelhaltiger Aminosäuren auf das Wachstum verschiedener Fadenpilze „in vitro”

Zusammenfassung Es wird die Wirkung schwefelhaltiger Aminosäuren auf das Wachstum pathogener Dermatophyten in vitro untersucht. Dabei zeigt sich eine deutlich fungistatische Wirkung von 1-Cystein hydrochlorid und Thioglykolsäure in Konzentrationen von I : 2000 aufwärts. Als Ursache für diese Wachstumshemmung wird das -SH Radikal angesehen, da dem Cystin, wo der Schwefel in Disulfdform vorliegt eine ähnliche Wirkung nicht zukommt. Durch verstärktes Wachstum von Aspergillus malignus Lindt nach Ausschaltung der-SH Gruppe mittels Bindung an Arsen, sowie Oxydation der Sulfhydril- zur Disulfidform wird diese Annahme wahrscheinlich gemacht.Für die Erforschung der Dermatomycosen bei Mensch und Tier mögen diese Ergebnisse eine gewisse Bedeutung haben, zumal das Cystein in der Säugerhaut als Redoxsystem eine große Rolle spielt.An dieser Stelle möchte ich Herrn ProfessorRobbins vom Botanischen Garten in New York für die Überlassung einiger Pilzstämme meinen ergebensten Dank aussprechen.