Isolation ofn-ethylmaleimide-labelled phlorizin-sensitived-glucose binding protein of brush border membrane from rat kidney cortex

A glucose receptor with high affinity for phlorizin from isolated brush border of rat kidney was labelled specifically withN-[¹⁴C]ethylmaleimide and then extracted from the membranes.After the solubilization of the brush borders with sodium dodecyl sulphate theN-[¹⁴C]ethylmaleimide-labelled receptor protein was isolated and was found to have a molecular weight of approximately 30 000 as determined by sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel disc electrophoresis. The receptor protein eluted from the sodium dodecyl sulphate-containing gels migrates as a single band on sodium dodecyl sulphate-free polyacrylamide gels.The receptor protein can also be released from the brush borders with low concentrations of sodium deoxycholate. Under these conditions the molecular weight of theN-[¹⁴C]ethylmaleimide-labelled receptor protein is approximately 60 000 in contrast to the protein component solubilized with sodium dodecyl sulphate. Since this detergent is known to dissociate the brush border membrane into its protein components, our results suggest that the phlorizin- sensitive glucose receptor protein has a molecular weight of about 30 000.     

Kleinsippen bei Diatomeen

Zusammenfassung Es werden teils neue, teils bloß referierend oder auch ergänzte alte Angaben über Arten von Diatomeen zusammengestellt, deren Formwechsel vollständig bekannt ist, und diese Daten werden mit den allgemein verwendeten Diagnosen verglichen. Dabei zeigt sich, daß viele Diagnosen — begreiflicherweise — hinsichtlich der Größenangaben unvollständig sind, was weniger bedeutungsvoll ist, daß aber anderseits auch viele Diagnosen zu weit gefaßt sind und mehrere Sippen, Kleinarten oder Rassen, umfassen.Der Vergleich der erarbeiteten Daten mit den Diagnosen ist besonders deshalb lehrreich, weil gerade die Diatomeen auf Grund vonHustedts einzigartiger Formenkenntnis und unerreicht kritischen Betrachtungsweise wohl die am besten systematisch durchuntersuchten Algen sind. Die Diskrepanz rührt daher, daß üblicherweise die Beschreibung und Bestimmung ohne Kenntnis des gesamten Formwechsels erfolgt. In praxi wird es wohl meistens dabei bleiben, so daß die DiagnosenHustedts so betrachtet nicht entwertet sind; sie stellen jedenfalls das Beste dar, was auf diesem Wege erreichbar ist. Dennoch erscheint es notwendig, sich bewußt zu sein, daß die üblichen Diagnosen den tatsächlichen Verhältnissen vielfach nicht gerecht werden. Gerade die Diatomeen sind infolge ihres starren Entwicklungsschemas besonders geeignet die Sippengliederung aufzuklären, wenn man sich die entsprechende Mühe nimmt.     

Zur Frage des Aufbaus von Thylakoiden aus Vesikeln

Zusammenfassung In dem Oenotherenbastard Oe. (lamarckiana x hookeri) velans· ^h hookeri mit lamarckiana-Plastiden kommt es infolge einer Disharmonie zwischen Genom und Plastom in den Chloroplasten zu Störungen in der Differenzierung des Thylakoidsystems. Neben langen Thylakoiden und Thylakoidstapeln (Grana) können in ihnen noch Prolamellarkörper, Plastoglobuli und in großer Zahl rundliche Vesikel vorkommen. Die Vesikel können z.T. völlig voneinander isoliert und ungeordnet im Plastidenstroma liegen, z.T. sind mehrere von ihnen deutlich durch Fäden oder Kanäle verbunden.Häufig sind die Vesikel auf Einzelschnitten auch in Reihen angeordnet. Schnittserien zeigen, daß es sich dabei oft um ein unregelmäßiges, flächiges Netzwerk aus zusammenhängenden Vesikeln handelt. Zu solchen netzartigen Flächen können Thylakoidränder, aber anscheinend auch ganze Thylakoide umgestaltet sein. Dies wird auf eine Fixationslabilität von Thylakoiden oder von Thylakoidteilen, bedingt durch die Disharmonie zwischen Genom und Plastom, zurückgeführt.Das Auftreten von in Reihen oder Ebenen angeordneten Vesikeln zu bestimmten Zeiten auch der normalen Chloroplastendifferenzierung wurde schon verschiedentlich festgestellt, und es ist eine weitverbreitete Ansicht, daß dort die großflächigen Thylakoide durch Verschmelzung solcher Bläschen entstehen. Unsere Beobachtungen deuten aber darauf hin, daß auch diese bei der normalen Chloroplastendifferenzierung auftretenden Vesikelreihen aus großflächigen Thylakoiden hervorgehen könnten, die in bestimmten Entwicklungsstadien fixationslabil sind.

---

On the formation of thylakoids from vesicles

Summary The Oenothera hybrid Oe. (lamarckiana x hookeri) velans· ^h hookeri with lamarckiana plastids is characterized by a disharmony between genom and plastom. This disharmony results in a disorder of the differentiation of the thylakoid system in the chloroplasts. Besides long single thylakoids and thylakoid stacks the chloroplasts may contain prolamellar bodies, plastoglobuli and many spherical vesicles. Some of these vesicles may be completely separated from one another and may show no recognizable arrangement in the plastid stroma whereas some are sometimes connected by thin fibrils or channels.In single sections the vesicles are frequently lined up in rows. Serial sections show that these rows of vesicles often belong to an irregular flat network of vesicles, all of which are connected with one another. The margins of the thylakoids, and apparently also whole thylakoids, may be transformed into such networks. Such a transformation can be attributed to an instability of the thylakoids as a whole or of parts of them during the fixation process. This instability may be caused or increased by the disharmony between genom and plastom.The occurrence of vesicles lined up in rows or planes in certain stages, even during the differentiation of the normal chloroplasts, was repeatedly observed, and it is a widespread opinion that there the expanded thylakoids are formed by the fusion of such vesicles. However, our observations indicate that during the normal differentiation of chloroplasts the thylakoids may also be temporarily unstable and may then be transformed into planes or rows of vesicles under the influence of the fixation agents.

---

---

Herrn Prof. Dr. Leo Brauner zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Über das Vorkommen kleiner netzartiger Strukturen in den Plastiden

Summary In the chlorotic leaves of the Oenothera hybrid Oe. (lamarckiana x hookeri) velans· ^h hookeri with lamarckiana plastids the differentiation of the chloroplasts is disordered in different ways because of a disharmony between genom and plastom. Some of the plastids possess numerous vesicles and plastoglobuli but only a few isolated grana instead of the normal thylakoid system. Furthermore, the plastids contain lattice-like structures consisting of fibrils with a thickness of approximately 5 to 11 nm. These networks are connected with thylakoids, vesicles or plastoglobuli. They are interpreted as fragments of prolamellar bodies. Sometimes prolamellar bodies are distinctly recognizable in the chloroplasts even though the thylakoid system is rather well differentiated.     

Molecular analysis of chalcone and dihydropinosylvin synthase from Scots pine (Pinus sylvestris), and differential regulation of these and related enzyme activities in stressed plants

Chalcone synthase (CHS) and stilbene synthase (STS) are closely related polyketide synthases which are key enzymes in the biosynthesis of flavonoids and stilbenes. Scots pine (Pinus sylvestris) is an interesting plant for a direct comparison of the enzymes. It not only contains the usual flavonoids, but also an unusual chalcone derivative (pinocembrin), and it synthesizes stilbenes of the pinosylvin type. We analysed a CHS and a STS by molecular cloning and functional expression in Escherichia coli. The CHS was active not only with 4-coumaroyl-CoA (to naringenin chalcone), but also with cinnamoyl-CoA (leading to pinocembrin). The STS was identified as dihydropinosylvin synthase, because it preferred dihydrocinnamoyl-CoA to cinnamoyl-CoA. The protein deviated in 47 positions from the CHS consensus. It had 73.2% identity with the CHS from P. sylvestris and only 65.3% with a STS from peanut (Arachis hypogaea). We also investigated the regulation of both enzyme types in P. sylvestris plantlets exposed to stress. CHS was present in non-stressed plantlets, and induction led to a transient increase with a peak after 16 h. STS¹ type activities were regulated differently and were absent in non-stressed plantlets. Increases were observed after a lag period of at least 6 h, and highest activities were obtained after 30 h. The analysis of the reactions in the plant extracts and the substrate specificity of the cloned STS indicate that the plants contain at least two different types of STS: the cloned dihydropinosylvin synthase and a pinosylvin synthase which preferentially utilizes cinnamoyl-CoA as substrate.     

Long-Term Dosimetry of Solar UV Radiation in Antarctica with Spores of Bacillus subtilis

The main objective was to assess the influence of the seasonal stratospheric ozone depletion on the UV climate in Antarctica by using a biological test system. This method is based on the UV sensitivity of a DNA repair-deficient strain of Bacillus subtilis (TKJ 6321). In our field experiment, dried layers of B. subtilis spores on quartz discs were exposed in different seasons in an exposure box open to solar radiation at the German Antarctic Georg von Neumayer Station (70°37′S, 8°22′W). The UV-induced loss of the colony-forming ability was chosen as the biological end point and taken as a measure for the absorbed biologically harmful UV radiation. Inactivation constants were calculated from the resulting dose-response curves. The results of field experiments performed in different seasons indicate a strongly season-dependent trend of the daily UV-B level. Exposures performed at extremely depleted ozone concentrations (October 1990) gave higher biologically harmful UV-B levels than expected from the calculated season-dependent trend, which was determined at normal ozone values. These values were similar to values which were measured during the Antarctic summer, indicating that the depleted ozone column thickness has an extreme influence on the biologically harmful UV climate on ground.     

Beobachtungen über die Erste Teilung im Pollenkorn der Angiospermen

Zusammenfassung Infolge der vielfach nur programmatischen Behandlung der zahlreichen Probleme (Polarität, inäquale Teilung, Zelldifferenzierung, Spindelausbildung, Mechanik der Mitose) und der Unmöglichkeit, auf Grund des noch immer geringen Beobachtungsmaterials allgemeine Schlüsse in jeder Hinsicht zu ziehen, seien nur einige Tatsachen hervorgehoben. Im übrigen sei auf den allgemeinen Teil verwiesen.Die Stellung der Spindelachse und damit der Teilungsrichtung ist für jede Art konstant und ergibt sich aus der konstanten Lage des primären Pollenkerns, die durch eine Umorientierung nach der Meiose erreicht wird; der Protoplast besitzt anscheinend eine polare Differenzierung, welche durch die Tetradenteilung hervorgerufen wird.Bei verschiedenen Arten gleichbleibende bestimmte Beziehungen zwischen Kernlage, Falten- oder Keimporenanordnung und Lage innerhalb der Tetrade sind nicht vorhanden: die generative Zelle kann nach innen, außen oder seitlich in bezug auf die Tetradenanordnung abgegeben werden. Eine bestimmte Beziehung zur Entstehungsweise der Pollenzellen (sukzedan oder simultan) besteht ebenfalls nicht.Die Teilungsrichtung steht in keiner bestimmten Beziehung zur Lage des Polfeldes während der Prophase im Pollenkorn und der Telophase in der homöotypischen Teilung.Die Spindel stellt sich senkrecht zur Wand, welcher der primäre Pollenkern anliegt, ein. Sie ist oft, aber nicht immer, quer-asymmetrisch ausgebildet; ihre Asymmetrie ist keine notwendige Bedingung für das Zustandekommen der inäqualen Teilung.Die Herstellung der Kernplasmarelation in der generativen und vegetativen Zelle beruht primär auf verschieden starker Bildung von Kerngrundsubstanz in der Telophase; die verschiedenartige Rekonstruktion der Schwesterkerne ist als quantitative Plasmawirkung ernährungsphysiologisch verständlich.Die Chromosomen führen in der Metakinese und der frühen Telophase komplizierte, autonom erscheinende Bewegungen aus.Mit 18 Textabbildungen (101 Einzelbildern).     

Regeneration und Transplantation bei Criodrilus

Ohne ZusammenfassungEs sei mir nun gestattet, eine angenehme Pflicht zu erfüllen. Dank zu sagen: dem Institutsvorstande Herrn Professor Dr.Berthold Hatschek für die Freundlichkeit, mit der er mir einen Arbeitsplatz überließ und mich auf das Thema selbst aufmerksam machte; dem Assistenten Herrn Professor Dr.Karl Camillo Schneider, der mich in stets gleichbleibendem Interesse in meiner Arbeit unterstützte, ferner dem Assistenten Herrn Professor Dr.Heinrich Joseph.     

DNA from Agrobacterium rhizogenes in transferred to and expressed in axenic hairy root plant tissues

Summary Axenic root tissue cultures were established from primary hairy roots induced on carrot and potato by Agrobacterium rhizogenes strain 15834. cDNA made towards poly-A⁺ RNA isolated from these tissues, hybridized with a limited number of well-defined fragments of the plasmid DNA present in the inciting A. rhizogenes strain. These data therefore demonstrate that at least part of the rootinducing (Ri) plasmid of Agrobacterium rhizogenes is transferred, stably maintained and expressed in hairy-root plant tissues and confirm that hairy roots are a special type of crown gall. The T-DNA in hairy-root cells appears to have several regions which are related in terms of sequence homology and probably also function to the T-DNA in octopine and nopaline crown gall tumours.     

A comparison by means of antisera and lectins of surface structures ofNitrobacter winogradskyi andN. agilis

Nitrobacter winogradskyi was grown autotrophically on carbon dioxide and nitrite, mixotrophically on pyruvate and nitrite, and heterotrophically on acetate and pyruvate.N. agilis was grown autotrophically on carbon dioxide and nitrite and heterotrophically on pyruvate, acetate, and yeast extract-peptone. Antisera were then prepared against these cells. Strong cross-reactions occurred between all antisera raised againstNitrobacter agilis cells in the homologous and heterologous reactions with the differently grownNitrobacter agilis cells. Similar results were obtained withN. winogradskyi; but there were differences between the heterotrophically grown cells and the autotrophically and mixotrophically grown cells. The autotrophically grown cells ofN. winogradskyi andN. agilis had nearly no immunological differences, while the cross-reactions of the heterotrophically grown cells differed strongly. So, growth conditions are of considerable influence on the serological behavior of the two bacteria tested. Of twelve lectins tested, five (fromAaptos papillata, Axinella polypoides, Cerianthus sp.,Ulex europeus, and Anti-H specific agglutinin of eel serum) agglutinated cells ofN. agilis andN. winogradskyi, indicating thatN-acetyl-glucosamine, galactose, and fucose may be present in the bacterial cell wall. Immunodiffusion showed that cells of both nitrifying organisms grown under different conditions had at least one antigenic surface structure in common.