Expression of the E. coli nadB gene and characterization of the gene product L-aspartate oxidase

Quinolinic acid is synthesized in E. coli by the enzymes L-aspartate oxidase and quinolinate synthase A, the genes of which are named nadB and nadA. In our previous work we cloned and characterized the two genes (Flachmann, R., Kunz, N., Seifert, J., Gütlich, M., Wientjes, F.J., L?ufer, A. & Gassen, H.G. (1988) Eur. J. Biochem. 175, 221-228). Here we report on the expression of the nadB gene under control of the inducible left promoter of the bacteriophage lambda. The yield of the active gene product L-aspartate oxidase was enhanced up to 20% of the soluble cell protein. The enzyme was purified to homogeneity in a three-step procedure and the reading frame of the L-aspartate oxidase gene was confirmed by Edman degradation of five cyanogen bromide peptides. L-Aspartate oxidase shows no classical Michaelis-Menten behaviour but is subject to a substrate inactivation. The apparent Km values were different for substrate concentrations below and above 1mM and were determined to 0.5 mM and 4.1mM, respectively. The active form of the enzyme is a monomer of 60,284 Da and contains one molecule of FAD and nine cysteine residues, four of which built up two disulfide bonds. The isoelectric point of the protein was determined to be at pH 5.6. Chemical modifications of the enzyme showed that at least one tyrosine and one histidine residue are essential for enzyme activity. The coenzyme-binding domain is located in the amino-terminal part of the polypeptide chain as revealed by a sequence comparison to other dinucleotide binding enzymes. Furthermore, there is evidence for a relationship to fumarate reductase and succinate dehydrogenase of E. coli.     

Regulatory elements controlling expression of the Drosophila homeotic gene fork head.

The region-specific homeotic gene fork head (fkh) is expressed and required in a variety of tissues of the developing Drosophila embryo. In order to identify the cis regulatory elements directing the complex spatio-temporal expression pattern of fkh, we have studied the subpatterns directed by defined fragments of fkh genomic DNA. These experiments enabled us to distinguish separate regulatory elements specific for the different expression domains of fkh. In addition, our analysis revealed several unexpected features such as the redundancy of regulatory elements and the overlap of regulatory elements with the transcribed regions of other genes. Moreover, the separation of normally contiguous elements effecting expression in the posterior terminal fkh domain appears to lead to novel expression domains which do not correspond to known developmental units in the embryo.     

Primary structure and functional expression of a Drosophila cyclic nucleotide-gated channel present in eyes and antennae.

Cyclic nucleotide-gated (CNG) ion channels serve as downstream targets of signalling pathways in vertebrate photoreceptors and olfactory sensory neurons. Whether CNG channels subserve similar functions in invertebrate photoreception and olfaction is unknown. We have cloned genomic DNA and cDNA encoding a cGMP-gated channel from Drosophila. The gene contains at least seven exons. Heterologous expression of cloned cDNA in both Xenopus oocytes and HEK 293 cells gives rise to functional ion channels. The Drosophila CNG channel is approximately 50-fold more sensitive to cGMP than to cAMP. The voltage dependence of blockage by divalent cations is different compared with the CNG channel of rod photoreceptors, and the Ca2+ permeability is much larger. The channel mRNA is expressed in antennae and the visual system of Drosophila. It is proposed that CNG channels are involved in transduction cascades of both invertebrate photoreceptors and olfactory sensillae.     

Die Feinstruktur der Schweineaorta beim experimentellen Lathyrismus

Zusammenfassung Die Veränderungen der Aortenfeinstruktur, welche eine Vergiftung mit-Amino-Propio-Nitril (Lathyrusfaktor) bei jungen Schweinen hervorruft, werden beschrieben.Der Benninghoffsche Spannapparat der Media wird frühzeitig durch eine Lösung der muskulo-elastischen Kontinuität gelockert. Im Vordergrunde der morphologischen Veränderungen stehen dann Zerfallserscheinungen der elastischen Substanz, welche zu einer Desintegration der elastischen Lamellen sowie der elastischen interlamellären Schrägverbinder führen und endlich eine völlige Strukturauflösung der ganzen Mediaorganisation mit herdförmigen Totalnekrosen zur Folge haben. Das mit dem Mediafasersystem strukturell und funktioneil eng verbundene kollagen-elastische Fasergitter der Intima zerfällt; die subendotheliale Intima wird dabei hochgradig aufgetrieben durch eine Einlagerung von Ödemflüssigkeit und wahrscheinlich auch Blutserum. Die feinnetzig-zweiphasige Normaldarstellung der Grundsubstanz geht verloren. Die Feinstruktur der Kollagenfibrillen bleibt unverändert; es wird darauf hingewiesen, daß trotzdem eine schwere Schädigung auch des Kollagens anzunehmen ist. Die Mediamuskelzellen wandeln sich weitgehend in Fibroblasten um; die Langhans-Zellen der Intima werden in gleicher Weise aktiviert. Zellnekrosen treten in der Media nur dann auf, wenn sekundär die subakute Aortenwandverdickung eine Mangelsituation für den Zelleigenstoffwechsel hervorruft.In der Umgebung der Vasa vasorum kommt es zu kleinen Blutungen, die mit Fortschreiten der Mediazerstörung in große, dissezierende Blutungen übergehen können. Der wahrscheinlich durch die Elastizitätsverminderung der Media eingeleitete Mechanismus der Gefäßrupturierung wird beschrieben und mit dem vonGöre und vonDoerr vermuteten Mechanismus der Bildung von Aneurysmata dissecantia der menschlichen Aorta in Parallele gesetzt.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — FräuleinElke CarStensen schulden wir Dank für unermüdliche, gewissenhafte und geschickte technische Mitarbeit.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Aorta des Kaninchens

Zusammenfassung Die Aorta des Kaninchens wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Die Ergebnisse wurden mit den elektronenmikroskopischen Befunden anderer Autoren an der Rattenaorta und eigenen Befunden an der Schweineaorta verglichen. Ähnlich wie die Rattenaorta und im Gegensatz zur Schweineaorta zeigt die Kaninchenaorta in einigen Konstruktionsmerkmalen bedeutsame Unterschiede gegenüber der menschlichen Aorta, soweit deren Konstruktion auf Grund lichtmikroskopischer Untersuchungen bekannt ist.Die Intima besteht aus einem porenfreien, durch stark untereinander verzahnte Einzelzellen gebildeten Endothel und einer schmalen subendothelialen Intima. Diese enthält, eingebettet in eine Grundsubstanz, ein lockeres, wenig organisiert erscheinendes kollagen-elastisches Fasergeflecht und einige sog. Langhanszellen. Die letzteren stellen die für den Stoffwechsel der subendothelialen Intima verantwortlichen Fibrozyten dar; sie sind zugleich in ihrer Eigenschaft als ruhende Mesenchymzellen auch als die Stammzellen einer eventuellen zellulären Reaktion auf einen die Intima treffenden Reiz aufzufassen.Die Media ist von der Intima durch eine voll ausgebildete Lamina elastica interna getrennt. Diese innerste elastische Lamelle bildet ein geschlossenes, homogen gebautes Rohr mit nur wenigen Fenstern.Die übrigen Medialamellen sind teils homogene Rohrwandstücke, teils zusammengesetzt aus elastischen Bändern; ihre Konstruktion steht zwischen der der Rattenaorta, welche lediglich homogene Platten besitzt, und der der Schweineaorta, deren elastische Lamellen hochorganisierte Fasersysteme darstellen. Die Mediamuskelzellen finden sich auch beim Kaninchen als eine Sonderform glatter Muskulatur. Als einzige in der Media enthaltene Zellform sind sie über ihre kontraktilen Funktionen hinaus mit den Funktionen eines Fibroblasten ausgestattet und für den Stoffwechsel der Mediagrundsubstanz und deren faseriger Differenzierungen verantwortlich.Im Interlamellärraum finden sich außer den Muskelzellen, die seinen größten Teil einnehmen, auch kollagene und elastische Fasern und eine Grundsubstanz. Eine strenge Organisation des interlamellären Fasergeflechtes wie in der Schweineaorta ist beim Kaninchen nicht festzustellen.Der Benninghoffsche Spannapparat wird auch in der Kaninchenaorta durch eine Kontinuität von muskulären und elastischen Mediaelementen verkörpert. Diese Kontinuität findet ihren Ausdruck unter anderem im gleichen Steigungswinkel von 30° gegenüber der Horizontalschnittebene, den die Muskelzellen und die Bänder der inhomogen gebauten elastischen Medialamellen einhalten.Die weniger komplizierte Organisation der Lamellen und des interlamellären Fasergeflechtes, der steilere Ansatzwinkel der Muskelzellen an den elastischen Lamellen und vor allem die ausgeprägte Lamina elastica interna unterscheiden die Kaninchenaorta deutlich von der Schweineaorta und lassen Anklänge an die Bauweise muskulärer Arterien erkennen. Die Kaninchenaorta steht dabei entsprechend ihrer Größe zwischen der Rattenaorta und der Schweineaorta.Das Vorhandensein einer Lamina elastica interna mit nur relativ kleinen Fensterungen, die gegenüber der Schweineaorta deutlich geringere Durchströmbarkeit der elastischen Medialamellen und das Fehlen von Vasa vasorum deuten auf eine gegenüber den Aorten größerer Tiere weniger komplizierte Ernährung der Aortenwand hin.Rückschlüsse aus experimentell an der Kaninchen- oder Rattenaorta erhobenen Befunden auf Vorgänge an der Aorta größerer Säuger und vor allem des Menschen sind aus diesen Gründen nur mit Vorbehalt möglich.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Influence of nicotianamine and iron supply on formation and elongation of adventitious roots in hypocotyl cuttings of the tomato mutant 'chloronerva' (Lycopersicon esculentum)

The influence of nicotianamine (NA) on formation and elongation of adventitious roots in hypocotyls of de-rooted NA-less mutant seedlings of Lycopersicon esculentum Mill, was examined in relation to the iron supply [ferric N-N'-ethylenediaminedi-(2-hydroxyphenylacetate) (FEDDHA), ferric ethylenediaminetetracetate (FeEDTA), ferric N-(2-hydroxyethyl)-ethylenediaminetriacetate (FeHEDTA, Fe-citrate and FeCl₃] in the nutrient solution. The initiation of root primordia in hypocotyl cuttings was independent of NA and occurred with about the same frequency in both, mutant and wild-type. In the mutant the development of primordia to adventitious roots was blocked at all iron sources used, except FeEDTA. Addition of NA (5x 10⁻⁶ to 2 × 10⁻⁵ M ) to the rooting medium resulted in a fast growth of adventitious roots in mutant cuttings with all iron sources tested. Rooting of wild-type cuttings was independent from NA application and iron sources. We suppose that NA is involved in the intracellular transport of iron. Its function is possibly linked with chelation of ferrous iron in the cell.     

Axon growth from limb motorneurons in the locust embryo: the effect of target limb removal on the pattern of axon branching in the periphery

Metathoracic limb buds have been unilaterally ablated from locust embryos at 25 to 30% of embryonic development and the effect of this operation on the axon morphology of the motorneuron fast extensor tibiae (FETi) observed at later embryonic stages. In control embryos this neuron sends a single axon out the main leg nerve, nerve 5, to the extensor tibiae muscle in the femur. In limb ablated embryos the axon of FETi is found in a wide variety of aberrant peripheral nerve pathways and projects to a wide range of foreign muscles. There is a degree of apparent selectivity, but no rigid hierarchy, in the choice of pathway and muscle made by FETi. A high degree of variability is found between one embryo and another in the extent and pattern of axon branching. The axon of FETi is generally found in pathways that correspond to nerves in control embryos but on occasion grows along novel routes. An anteriorly directed dendritic branch, seldom seen in control FETi neurons, is frequently seen in experimental FETis. These findings are discussed in terms of the rules for specific axon growth in normal development.     

The coxal glands of geophilomorpha (chilopoda): Organs of osmoregulation

Summary The organs terminating at the coxal pores of the tug-legs of Geophilomorpha are not repugnatorial glands, but possess typical transport epithelia with deep apical and basal infoldings of the cell membranes, between which numerous large mitochondria are located. Many transport vesicles are found in the basal region but fewer in the apical cytoplasm. The apex is characterized by bundles of longitudinally oriented microtubules, sparse endoplasmic reticulum and free ribosomes. Single neurosecretory axons with synaptoid areas are scattered among the cells. It is suggested that the coxal organs have a diuretic function in moist habitats and an antidiuretic effect in arid environments. The switch-over is evidently controlled by a neuroendocrine mechanism.     

The hemocytes of the centipedeLithobius forficatus (Chilopoda,Lithobiomorpha)

Summary Five different types of hemocytes are found within the hemolymph ofLithobius forficatus: (1) small prohemocytes, (2) very actively spreading plasmatocytes, (3) granulocytes which have a lower spreading ability but tend to agglutinate, (4) spherulocytes which are filled with spherules, and (5) presumably, a coagulocyte, characterized by instant disintegration. Cystocytes as described forL. forficatus in the literature are preparation artifacts. Cell types are characterized by electron microscopy and in vitro and vital staining techniques at the light microscopic level. Results are discussed with reference to different nomenclatures and functions of hemocytes in other arthropods.     

Effect of neurotensin on pancreatic function in man

The effect of neurotensin on submaximally-stimulated hepatobiliary and pancreatic secretion was studied in 6 healthy subjects. An intravenous infusion of neurotensin 1.4 ± 0.3 pmol/kg/min, designed to reproduce plasma neurotensin immunoreactivity levels within the physiological range, produced a significant increase in pancreatic bicarbonate output. Plasma concentrations of pancreatic polypeptide rose by 83 ± 16 pmol/l and were associated with a small reduction in trypsin, but no significant change in bilirubin outputs.