Disk-elektrophoretischer Nachweis des Lp(a)-Proteins in Lipoproteinfraktionen

Zusammenfassung Die Untersuchung der Serumlipoproteinfraktion HDL₂ (1,063< <1,125 g/ml) von 35 Personen mit Hilfe der Polyacrylamid-Gelelektrophorese zeigte, daß auch bei Anwendung dieser empfindlichen Technik eine eindeutige Einteilung in Lp(a+)- und Lp(a-)-Typen nicht möglich ist. Von den 20 Seren, die durch Agar-Gel-Doppeldiffusion als Lp(a-) bestimmt wurden, zeigten 19 in ihrer HDL₂-Fraktion in der für das Lp(a)-Lipoprotein typischen Position eine Bande. Dieser Befund bestätigt die Annahme, daß der Faktor Lp(a) als ein quantitatives genetisches Merkmal angesehen werden muß.Die -Lipoproteine des HDL₂-Bereiches erwiesen sich als disk-elektrophoretisch heterogen.

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Determination of the Lp(a)-protein by disc-electrophoresis of lipoprotein-fractions

Summary Gelelectrophoretic studies of the serum lipoprotein fraction HDL₂ (1.063< <1.125 g/ml)_of 35 individuals showed, that using this technique no clear classification into Lp(a+) and Lp(a-)-types could be made. 19 out of 20 sera typed Lp(a-) by double diffusion contained in their HDL₂-fraction a lipoprotein with the electrophoretic mobility characteristic of the Lp(a)-lipoprotein. This observation confirmes previous suggestions, that Lp(a) indeed is a quantitative genetic trait.The -lipoproteins of the HDL₂-fraction are heterogeneous in gelelectrophoresis.

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Untersuchung mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Isolierung und Charakterisierung von Reaktionszentren aus Rhodospirillum rubrum

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

Darstellung und Charakterisierung eines Lipoproteins mit Antigenwirksamkeit im Lp-System

Zusammenfassung Unter Anwendung verfeinerter Trennverfahren wurde das -Lp(a+)-Lipoprotein des menschlichen Serums in immunologisch und elektrophoretisch reiner Form dargestellt. Es wurde hinsichtlich seiner Lipidzusammensetzung analysiert und mit ebenfalls immunologisch und elektrophoretisch rein erhaltenen -Lp(a-)- und ₁-Lipoproteinen verglichen.

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Separation and characterization of a lipoprotein with antigenic activity in the Lp-system

Summary Through application of refined separation techniques the -Lp(a+)-lipoprotein of human serum was characterized in an immunologically and electrophoretically pure form. It was analyzed with regard to its lipid-composition and compared to likewise electrophoretically and immunologically pure -Lp(a-)- and ₁-lipoproteins.

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Untersuchung mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft     

Die Bedeutung der photosynthetischen O2-Reduktion für Photorespiration und Aethylenbildung

Durch die photosynthetische Sauerstoffreduktion mit isolierten Chloroplastenfragmenten entstehen das Sauerstoffradikalion (O₂^?), Wasserstoffperoxid (H₂O₂) und das OH-Radikal (OH). Diese drei Spezies lassen sich getrennt voneinander nachweisen:

• a ) Reaktionen, welche eine Beteiligung von O₂^? einschließen (z. B. die Photo-oxidation von Ascorbinsäure), lassen sich durch das Enzym Superoxiddismutase hemmen.
• b ) Reaktionen, welche durch H₂O₂ getrieben werden (z. B. die Decarboxylierung von Glykolsäure), werden durch Katalase gehemmt.
• c ) Ist das OH-Radikal an einer Reaktion beteiligt (wie z. B. bei der Bildung von Äthylen aus Methional), so wird diese Reaktion sowohl durch Superoxiddismutase, als auch durch Katalase gehemmt.

Die photosynthetische Sauerstoffreduktion und das Auftreten der oben erwähnten Sauerstoffspezies erfolgt in Anwesenheit von Ferredoxin und NADP erst, wenn das vorhandene NADP reduziert vorliegt. Neben dem Ferredoxin ist noch ein weiterer Faktor an der photosynthetischen Sauerstoffreduktion beteiligt (ORF = oxygen reducing factor). Ascorbinsäure hemmt die katalytische Aktivität dieses Faktors durch Abfangen von O₂^?, welches durch Autoxidation von Ferredoxin entsteht und zur Aktivierung von ORF benötigt wird. Andererseits kann Ascorbinsäure zusammen mit dem Sauerstoffradikalion (O₂^?) (Reaktion a) eine “oxidative” Photophosphorylierung katalysieren, deren Bedeutung in einer Verbesserung des ATP/NADPH-Verhältnisses für die photosynthetische CO₂-Fixierung gesehen werden kann. Die Decarboxylierung von Glyoxylsäure mit H₂O_a (Reaktion b) zu CO₂ und Formiat könnte zur photorespiratorischen CO₂-Freisetzung beitragen. Die Bildung von Äthylen aus Methioninderivaten (Reaktion c), welche im Licht durch die Photosysteme und im Dunkeln durch NADPH getrieben wird, bietet eine weitere Möglichkeit der Regulation von Wachstumsvorgängen durch die Chloroplasten.     

Evidence for Protein Subunits in Low Density Lipoprotein from Pig Serum

The two low density lipoproteins (LDL₁ and LDL₂) in pig serum were isolated and their aqueous solutions extracted with ethyl ether. On ultracentrifugation four components of 13, 20, 24 and 30 S were evident in both fractions, and occasionally a fifth of 10 S could be detected. The 13 S component represented about 70% of the extracted material and its protein moiety was estimated to be half that of the parent lipoprotein. This shows that both LDL fractions contain protein subunits that dissociate on lipid extraction, and these apparently reassociate to form the heavier components. Apart from lipid content the only difference between LDL₁ and LDL₂ was a small, but statistically significant, difference in the histidine content.     

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.     

Chinazolinderivate bei Pseudomonaden

Zusammenfassung Das bei Pseudomonas aeruginosa vorkommende 2-Aminoacetophenon steht im Stoffwechselzusammenhang mit verschiedenen Derivaten des 4-Methylchinazolins. In gereinigten Chloroformextrakten aus Plattenkulturen von Pseudomonas aeruginosa wurden im Vergleich mit synthetischen Eichsubstanzen die betreffenden Substrate durch Papierchromatographie lokalisiert und ihre Identität anhand von Derivatchromatogrammen gesichert. Folgende Verbindungen wurden identifiziert: 4-Methylchinazolin, 2,4-Dimethylchinazolin, 4-Methyl-2-äthylchinazolin, 4-Methylchinazolin-2-carbinol und 4-Methylchinazolin-2-carbonamid. Ferner gelang im Chloroformextrakt von Sarcina lutea der Nachweis von N-Formylaminoacetophenon.Durch Versuche mit ¹⁴C-Methylen-markiertem l-Tryptophan wird gesichert, daß ein neuer Abbauweg des Tryptophans über das N-Formylkynurenin besteht und weiter über N-Formylaminoacetophenon zu 4-Methylchinazolin und freiem 2-Aminoacetophenon, das nach Reacylierung und Cyclisierung mit Ammoniak die übrigen Derivate des 4-Methylchinazolins liefert. Zu den bisher bei Pseudomonaden bekannten Tryptophanabbauwegen, dem Aromatischen Weg über die Anthranilsäure und dem Chinolinweg über die Kynurensäure, kommt noch ein dritter hinzu, der als Chinazolinweg bezeichnet wird.     

Chemolithotrophes Wachstum von Hydrogenomonas H16 im Chemostaten mit elektrolytischer Knallgaserzeugung

Zusammenfassung Ein Chemostat zur Kultur von Knallgasbakterien mit begrenzenden Konzentrationen von Wasserstoff und Sauerstoff wird beschrieben. Die Gase werden durch Elektrolyse des Mineralmediums erzeugt. Durch Verwendung von zwei Anoden, von denen die eine außerhalb des Kulturgefäßes angeordnet ist, läßt sich das Verhältnis H₂/O₂ innerhalb weiter Grenzen verändern. Zur Steuerung und Veränderung der Flußrate zwischen 20 und 720 ml/Std dient ein Tropfenzähler mit Platinkontakten, ein Magnetventil und ein Impulsgeber.Wurde Hydrogenomonas H 16 in statischer Kultur mit H₂ oder O₂-Begrenzung herangezogen, so nahmen die Rate der Gasaufnahme und die Hydrogenase-Aktivität mit zunehmendem Alter der Kultur ab. In kontinuierlicher Kultur mit Wasserstoff als wachstumsbegrenzendem Faktor wurden die Beziehungen zwischen Wachstumsrate, Bakterienkonzentration und Wasserstoffverbrauch untersucht. Bei gleichen Wachstumsraten unter Begrenzung des Wachstums a) durch Wasserstoff und b) durch Sauerstoff wurden einige Stoffwechsel-Aktivitäten miteinander verglichen. Wurde das Wachstum durch Wasserstoff begrenzt, so war der Gehalt an Poly--hydroxybuttersäure gering und die Aktivitäten von Hydrogenase und Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase waren hoch. Bei Begrenzung des Wachstums durch Sauerstoff häuften die Zellen Poly--hydroxybuttersäure bis zu 23% des Trockengewichts an; die Aktivitäten der Hydrogenase und Glycerinaldehydphosphat-Dehydrogenase waren gering. Das H₂/CO₂-Verhältnis betrug bei Begrenzung durch Wasserstoff 9,1, bei Begrenzung durch Sauerstoff 4,6. Die spezifischen Aktivitäten anderer Enzyme (Phosphoglycerokinase und NADP-spezifische Glutamat-Dehydrogenase) unterschieden sich nicht nennenswert.

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Chemolithotrophic growth of hydrogenomonas H16 using electrolytic production of hydrogen and oxygen in a chemostat

Summary A chemostat for growing Knallgasbacteria with limiting concentrations of hydrogen or oxygen is described. Both gaseous components were produced by electrolysis of the mineral medium. By using two anodes, one of which was located outside the culture vessel, the proportion of hydrogen and oxygen could be varied within wide limits. An electronic control unit consisting of a magnetic valve, a drop counter with platinum contacts and a timer was used to control and vary the flowrate from 20 to 720 ml/hour.When Hydrogenomonas H 16 was grown with limiting hydrogen or oxygen concentrations in static culture, the rate of gas uptake and hydrogenase activity of the cells declined concomitantly. In continuous culture with hydrogen as the growth limiting factor, the relationships between growth, cell density and hydrogen consumption were investigated. At equal growth rates some metabolic activities were compared. With hydrogen as the limiting factor, the amount of poly--hydroxy-butyric acid was negligable, however, the specific activities of hydrogenase and glyceraldehyde phosphate dehydrogenase were high. With oxygen as the limiting factor the cells accumulated poly--hydroxybutyric acid up to 23% of the dry weight; the activities of hydrogenase and glyceraldehyde phosphate dehydrogenase were low. The H₂/CO₂-ratio was 9.1 with hydrogen limitation and 4.6 with oxygen limitation. The specific activities of other enzymes (phosphoglycerokinase, NADP-specific glutamate-dehydrogenase) did not significantly differ under either condition.

     

Autoradiographische Untersuchungen zur Deutung der funktionellen Kernschwellung am exokrinen Pankreas

Zusammenfassung Zur Deutung der funktionellen Kernschwellung (Benninghoff) im nuklearen Funktionsformwechsel des exokrinen Pankreasgewebes (Altmann) wurden autoradiographische Untersuchungen mit H³-Leucin und H³-Cytidin durchgeführt. Es ergab sich, daß die Eiweiß-Synthese im Kern gegenüber der Norm gesteigert und volumenproportional ablief. Die H³-Cytidin-Aktivität und somit die Syntheserate makromolekularer Ribonukleinsäure im Kern stieg mit der Kernvolumenzunahme pro Volumeneinheit stärker als linear und zwar etwa mit der zweiten Potenz des Volumens an.Die Untersuchungen wurden durch das Bundesministerium für Atomkernenergie und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützt.Ein Teil der Ergebnisse wurde auf dem 5. Internationalen Symposion: Radioaktive Isotope in Klinik und Forschung, Bad Gastein, 9.–12. Januar 1962, vorgetragen.     

23. K. Raschke: Zur Steuerung der Transpiration durch die Photosynthese

Die Stomata können die Wasserdampfabgabe eines Blattes beeinflussen, sofern ihr Anteil am gesamten Transpirationswiderstand genügend groß ist. Bei ausgeglichenem Wasserumsatz tritt nur das CO₂-Regelsystem der Schließzellen in Funktion. Dann stellen sich die Stomata dem jeweiligen CO₂-Bedarf der Assimilation entsprechend ein. Das hat einen der Assimilation proportionalen Wasserverlust durch die Stomata zur Folge: Die Photosynthese steuert die Transpiration über das CO₂-Regelsystem der Schließzellen. Es wird dadurch bewirkt, daß der notwendigerweise mit der Assimilation verbundene Wasserverlust stets auf einem Minimum gehalten wird. Die Beziehungen zwischen Bestrahlungsstärke und den physikalischen und den physiologischen Komponenten der Transpiration lassen sich, unter vorläufiger Auslassung von Rückwirkungen über den Wasserhaushalt, quantitativ formulieren. Die Untersuchungen wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert. Eine eingehendere Darstellung wird an anderer Stelle erfolgen.     

Über die Verwertung von Huminsäuren als Nährstoffquelle durch Mikroorganismen

Zusammenfassung Bei Prüfung von 3 verschiedenen Huminsäuren (Braunhuminsäure, Grauhuminsäure, synthetische Huminsäure) auf ihre Verwertbarkeit durch 18 Organismenstämme (vorwiegend Proactinomyceten, ferner Hefen, Corynebacterium-und Micrococcus-Arten) wurde der Stickstoff von allen Stämmen (auch Hefen) zu 2–10% verwertet, der Kohlenstoff nur von 2 Nocardia-Arten zu etwa 2%.Diese Versuche wurden durch Atmungsmessungen mit der Warburg-apparatur durchgeführt und ergänzt durch Versuche im Erlenmeyerkolben mit Bestimmung der N-Abnahme der Huminstoffe und im Falle der Hefen Zählung des Mikroorganismezuwachses; ferner durch Abnahme der Farbstoffintensität bei Messung mit dem Beckmann-Spektralphotometer.Mischkulturen wiesen gegenüber den Reinkulturen bessere Ergebnisse auf.Bei Zugabe von alkalischem Humat zur neutralen Nährlösung erfolgte eine erhebliche Bildung von Gas, das überwiegend aus CO₂ und etwas O₂ bestand. Die Braunhuminsäure zeigte keine Gasbildung.Die selbstextrahierte Grauhuminsäure wies mit der synthetischen Huminsäure große Übereinstimmungen auf, sowohl in den Analysenwerten als auch in den Versuchsergebnissen. Die synthetische Huminsäure enthielt heterocyclischen Stickstoff. Eine Braunhuminsäure aus Kasseler-Braun war nur sehr schlecht zu verwerten. Die synthetische Huminsäure erbrachte die besten Ergebnisse.Auszug aus der gleichlautenden Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen, November 1957.     

Endoplasmatische Membransysteme und Granatypen in Neuronen und Gliazellen von Gastropodennerven

Zusammenfassung Nach OsO₄-Fixierung lassen sich in den Zellen des Nervus intestinalis von Helix pomatia zwei verschiedene Membrantypen unterscheiden: Es sind 1. die Zellgrenzmembran; Breite: 75 AE; 2. die Membranen des Endoplasmatischen Reticulums, der Mitochondrien und des Zellkernes; Breite: weniger als 60 AE.Die Zellgrenzmembran bildet Einfaltungen in das Cytoplasma von Nerven- und Gliafasern. Auch membranumgrenzte Bläschen, die wie synaptische Vesiculi aussehen, gehen aus solchen Abfaltungen hervor.Die verschiedenen, in Nerven- und Gliafasern gefundenen Granatypen werden beschrieben.Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Die Aufnahme von Schwefeldioxyd (S35O2) aus der Luft

Zusammenfassung Mittels einer S³⁵O₂-Begasung von Sonnenblumen, Mais, Tabak und ?lrettich wurden Einbau und Transport des aus der Luft in die einzelnen Pflanzenorgane aufgenommenen Schwefels untersucht. W?hrend die Aufnahmeintensit?t der Pflanze für SO₂ aus der Atmosph?re mit dessen Konzentration (variiert von 0–1,5 mg SO₂/m³ Luft) und der Expositionsdauer (Zwischenernten der drei untersten Sonnenblumenbl?tter) stetig zunimmt, verl?uft der Einbau in die einzelnen Schwefelfraktionen unterschiedlich. Am st?rksten wurde der Sulfatschwefel angereichert, an dem die Bl?tter den h?chsten und Stengel und Wurzeln die niedrigsten Gehalte aufwiesen. Ebenso erf?hrt der organisch gebundene Schwefel mit steigender SO₂-Behandlung eine Zunahme, die bei den Bl?ttern am st?rksten ausgepr?gt ist und in der h?chsten Behandlungsstufe den Wert der Kontrolle um das 3–4 fache übersteigt. Das Verh?ltnis des s?ureunl?slichen organisch gebundenen Schwefels zum s?urel?slichen organisch gebundenen Schwefel nimmt mit steigender SO₂-Behandlung ab. Lediglich beim ?lrettich ist das Verh?ltnis dieser beiden S-Fraktionen in allen SO₂-Steigerungsstufen wenig ver?ndert. Der destillierbare Schwefel wurde bei Sonnenblumen, Tabak und Mais nur in geringen Mengen (5–14 ppm S) gefunden, was sowohl auf einen schnellen Umbau des aufgenommenen SO₂ als auch auf ein w?hrend der Trocknung eingetretenes Entweichen von noch ?u?erlich anhaftendem SO₂ hindeutet. Die bei ?lrettich h?heren Gehalte an destillierbarem Schwefel dürften auf eine teilweise Miterfassung von Senf?len zurückzuführen sein. Der Gehalt an diesen erfuhr mit steigender SO₂-Konzentration eine Abnahme, was auf eine Beeintr?chtigung der die Senf?lsynthese katalysierenden Enzyme durch das SO₂ hinweist. Die Ergebnisse werden ausführlich diskutiert und die Bedeutung des SO₂ sowohl als N?hrstoff als auch als Schadstoff herausgestellt.     

Über die Wirkung einer Begasung mit verschiedenen Gasgemischen während der Keimung auf die Vitamin C-Bildung in Getreide-Keimlingen

Zusammenfassung Keimlinge von Hafer, Roggen und Weizen wurden kontinuierlich während der Keimung über 10–12 Tage mit gewöhnlicher, CO₂-freier oder CO₂-reicher Luft begast. Nach Versuchsende wurden die Primärblätter auf ihren Ascorbinsäure- und Vitamin C-Gehalt analysiert. Die Ergebnisse beweisen, daß das in den Keimlingen auftretende Vitamin C nicht auf Translokalisation einer mutamaßlichen Reserve von einer gebundenen Form der Ascorbinsäure in den Getreidefrüchten während der Keimung zurückzuführen ist, sondern durch Biosynthese während der Keimung und Entwicklung zustande kommt. Sie bestätigen andere Befunde, wonach die Bildung des Vitamins C sauerstoffabhängig ist und nicht in direkter Beziehung zur Photosynthese steht.     

Cytologischer Nachweis einer positiven Interferenz über das Centromer. (Der Paarungskoeffizient. 1.)

Zusammenfassung Chromosomenarme, die durch ein oder mehrere Chiasmata miteinander verbunden sind, werden als gepaart bezeichnet. V_b sei die beobachtete Streuung (variance) der Chromosomen mit 0,1 oder 2 gepaarten Armen, V_e die bei Fehlen von Interferenz über das Centromer erwartete Streuung. Je nachdem positiv oder negativ ist, besteht positive oder negative Interferenz über das Centromer. Bequeme Verfahren zur Berechnung und statistischen Prüfung von J_c werden angegeben. Die Eigenschaften des Maßes J_c werden untersucht.Die J_c-Methode ermöglicht in einfachster Weise eine Analyse auf Interferenz über das Centromer bei allen Chromosomen, bei denen kein Arm stets gepaart ist, und bei denen folgende vier Klassen bestimmt werden können: Anzahl a₀ der Paare von Univalenten, Anzahl a_l (a_r) der nur im linken (rechten) arm gepaarten Bivalenten, Anzahl a₂ der in beiden Armen gepaarten Bivalenten. Wenn der rechte und der linke Arm in der Meiose nicht zu unterscheiden sind, kann mit dieser Methode positive Interferenz über das Centromer zwar nicht bewiesen, wohl aber in manchen Fällen sehr wahrscheinlich gemacht werden.Die Auswertung von früher veröffentlichten Beobachtungen Moffetts und von Daten, die dem Verfasser von Herrn Wolf zur Verfügung gestellt wurden, ergibt, daß bei Culex pipiens wahrscheinlich und bei Dicranomyia trinotata mit sehr hoher statistischer Sicherung positive Interferenz über das Centromer existiert.In der Besprechung wird gezeigt, daß positive Interferenz über das Centromer als Sonderfall der gewöhnlichen Chiasmainterferenz aufgefaßt werden kann, und daß die bisher vorliegenden einander scheinbar widersprechenden Ergebnisse verständlich werden durch die Annahme einer zentralen Region, in der keine Chiasmata gebildet werden können, und deren Länge mehr oder weniger symmetrisch zum Centromer variiert. Auch der Befund Gowens, wonach im III. Chromosom von Drosophila melanogaster zunächst negative und in größerem Abstand positive Interferenz über das Centromer auftritt, findet damit seine Erklärung.     

Einfluß von DEAE-Dextran auf den Elektronentransport in Chloroplasten von Dunaliella marina

Die lytische Wirkung des polykationischen Makromoleküls DEAE-Dextran (Mol.-Gew. 500 000) auf Membranen wurde zur Isolierung von Chloroplasten aus der zellwandlosen, einzelligen Grünalge Dunaliella marina ausgenutzt. Derartig isolierte Chloroplasten waren morphologisch (Phasenkontrastmikroskopie) und biochemisch (Enzymausstattung) intakt. Es zeigte sich jedoch, das Kriterien funktioneller Intaktheit, wie photochemische Reduktion von 3-Phosphatglycerat oder CO₂-abhängige O₂-Entwicklung (CO₂-Fixierung) nicht erfüllt waren. Zur Klärung dieses scheinbaren Widerspruchs wurde der Einfluß von DEAE-Dextran auf Chloroplasten untersucht; von anderen Polykationen (Histone, Polylysin) war bekannt, daß sie mit Funktionen von biologischen Membranen interferieren und den Elektronentransport in Chloroplasten beeinträchtigen. DEAE-Dextran inhibierte in Konzentrationen, die zur Lysis der Zelle nicht ausreichten, die Photosyntheseaktivität ganzer Zellen vollständig. Die Inhibition wurde durch Magnesiumionen effektiv verhindert. Mit artifiziellen Elektronendonatoren und -akzeptoren ließ sich die Stelle der Inhibition in der Elektronentransportkette lokalisieren. Während die Photoreduktion von Ferri-cyanid an Photosystem II durch DEAE-Dextran nicht beeinträchtigt war, wurde der Elektronentransfer auf Methylviologen über beide Photosysteme inhibiert. Nach Ausschalten von Photosystem II mit 3-(3′, 4′-Dichlorphenyl)-1, 1-dimethylharnstoff erfuhr die Photoreduktion von Methylviologen mit 2, 6-Dichlorphenol-indophenol als unspezifischem Elektronendonator für Photosystem I zwar eine Steigerung durch DEAE-Dextran, aber die Reaktion mit dem spezifischen Elektronendonator N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylendiamin wurde gehemmt. Die Ergebnisse zeigen, daß DEAE-Dextran nicht nur eine offensichtliche Schädigung der äußeren Membran der Chloroplasten hervorruft, sondern auch, wie andere Polykationen, selektiv die Aktivität von Photosystem I im Bereich des Plastocyanins inhibiert. Die Untersuchungen wurden durch ein Stipendium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) für E. K., von der Adolf-Haeuser-Stiftung und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB 103/A5) gefördert.     

Glandular trichome exudate is the critical factor in geranium resistance to foxglove aphid

Resistance to the foxglove-aphid (Acyrthosiphon solani Kaltenbach) has been demonstrated in some inbred geranium lines (Pelargonium Xhortorum Bailey). To establish more definitively the cause/effect relationship between tall glandular trichome exudate and resistance, an intact plant bioassay was performed comparing a resistant plant line, a resistant plant line from which the tall glandular trichome exudate had been removed using a basic buffer solution, a susceptible line and a susceptible line treated with the buffer wash. After 5 days of isolation on the respective surfaces, the number of surviving adult aphids as well as the number of nymphs produced and remaining alive were determined. Aphids on the buffer washed, resistant line exhibited mortality and fecundity which was not significantly different from that produced by the susceptible line. In contrast, the untreated resistance line was clearly resistant with lower adult survival and fewer living nymphs. The tall glandular trichome exudate must therefore be a critical factor in geranium resistance to the foxglove aphid.

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Zusammenfassung Widerstandsfähigkeit dem Fingerhut-Blattlaus (Acyrthosiphon solani Kaltenbach) gegenüber wurde in einigen durch Inzucht erzeugten Pelargonie-Linien (Pelargonium Xhortorum Bailey) gezeigt. Um das Verhältnis von Ursache und Wirkung zwischen dem hochgewachsenen glandulären Trichom-Exudat und Widerstandsfähigkeit genauer zu bestimmen, wurde eine Bio-Untersuchung an intakten Pflanzen unternommen. Dabei wurden eine widerstandsfähige Pflanzenlinie, eine widerstandsfähige Pflanzenlinie, von der das hochgewachsene glanduläre Trichom-Exudat durch eine basische Pufferlösung entfernt worden war, eine anfällige Linie und eine mit Pufferlösung behandelte Linie verglichen. Zwei erwachsene weibliche Blattläuse wurden fünf Tage durch ein engmaschiges Netz auf den zu untersuchenden dritten und vierten Knotenblättern eingesperrt. Bei jeder Pflanze wurde die Untersuchung an einem nichtbehandelten Blatt und an einem Blat, von dem das Exudat durch Waschen mit der Pufferlösung entfernt worden war, durchgeführt. Für jede Linie wurden fünf Pflanzen gebraucht, und der ganze Versuch wurde sechsmal wiederholt. Nach einer fünftägigen Isolierung auf den jeweiligen Oberflächen wurden die Blätter von der Pflanze entfernt, und sowohl die Zahl der überlebenden erwachsenen Blattläuse wie auch die der produzierten und noch am Leben gebliebenen Nymphen festgestellt. Mit einer niedrigeren Überlebensrate der Erwachsenen und weniger noch lebenden Nymphen war die nichtbehandelte widerstandsfähige Linie deutlich widerstandsfähig. Im Gegensatz dazu zeigten die Blattläuse auf der mit Puffer gewaschenen widerstandsfähigen Linie eine Sterblichkeit und Fruchtbarkeit, die nicht erheblich höher waren, als die auf der anfälligen Linie, was beweist, daß das Waschen mit der Pufferlösung den Widerstandsfaktor entfernt hatte. Das hochgewachsene glanduläre Trichom-Exudat muß deshalb ein kritischer Faktor in der Widerstandsfähigkeit gegen Pelargonie-Schädlinge sein.

     

Untersuchungen zur Autonomie des Chloroplasten in bezug auf seine Terpenoidbiosynthese

Isolierte Spinatchloroplasten mit einer photosynthetischen Aktivität von 280 μmol Sauerstoff je mg Chlorophyll und h und einer Intaktheit von 85 % wurden mit¹⁴C-markiertem CO₂, Phosphoglycerat, Phosphoenolpyruvat, Pyruvat, Acetat und Mevalonat für 60 min inkubiert und die Inkorporation von Radioaktivität in die Chlorophylle und Carotinoide untersucht. Alle verwendeten Substrate wurden vom Chloroplasten aufgenommen und Radioaktivität in die Chlorophylle inkorporiert. Auch die Carotinoide nehmen mit Ausnahme von Phosphoenolpyruvat Radioaktivität von den einzelnen Substraten auf. Aus den Inkorporationsexperimenten wird geschlossen, daß Chloroplasten in bezug auf ihre Terpenoidbiosynthese autonom sind. Chloroplasten sind somit in der Lage, aus im Calvin-Zyklus fixiertem CO₂ über Phosphoglycerinsäure und Pyruvat Acetyl-Coenzym-A zu synthetisieren. Acetyl-Coenzym-A kann dann einerseits direkt zur Biosynthese von Fettsäuren verwendet werden, andererseits aber auch zur Biosynthese von Carotinoiden und den isoprenoiden Seitenketten der Chinone und Chlorophylle. Die Untersuchungen wurden durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.     

Das Lernen von Sequenzen visueller Zweifachwahlen mit Hilfe auditiver Rückmeldungen1

• 1 Mit der Methodik der instrumentellen Konditionierung nach Skinner wurde bei Haustauben (Columba livia) die Wirkung von auditiven Rück-meldungen auf das Erlernen (Akquisition) und Wiedererlernen (Retention) einer Folge von visuellen Zweifachwahlen untersucht. Diese Zweifachwahlen werden durch gezielte Schnabelhiebe auf eines der beiden zur Wahl stehenden Fensterchen getroffen.
• 2 Ein Programm, welches Folgen von bis zu 4 vorausbestimmten Zweifachwahlen umfaßt, wurde schneller erlernt, wenn jede der beiden Antworten des Versuchstieres durch einen gut hörbaren Ton unterschiedlicher Höhe quittiert wird. Der Unterschied gegenüber den Kontrolltieren war dabei urn so größer, je mehr Antworten die verlangte Sequenz umfaßte.
• 3 Der Retentionstest ergab die größte Ersparnis, wenn die Akquisition mit akustischer Rückmeldung erfolgte, wobei es keine Rolle spielte, ob das Wiederlernen mit oder ohne Ton durchgeführt wurde. Erfolgte die Akquisition dagegen ohne Ton, so war das Wiederlernen mit Tonhilfe schneller als ohne.
• 4 Die Ergebnisse wurden dahin interpretiert, daß die Nachbilder der akustischen Rückmeldungen jene der Proprioceptoren entscheidend verstärken und so die Engrammbildung erleichtern.