Farbstoffgehalt und Grösse der Augen bei verschiedenen Mutanten von Drosophila melanogaster

Zusammenfassung Quantitative Untersuchungen über den Farbstoffgehalt der Drosophilaaugen haben schon wiederholt gezeigt, daß die Werte bei bestimmten Mutanten von der Erwartung abweichen. So fand man regelmäßig bei den rotäugigen Mutanten v bzw. cn weniger Pterin und bei der braunäugigen Mutante bw weniger Ommochrom als bei Wildfliegen.Wir haben diese Befunde zunächst mit Hilfe einer vereinfachten Extraktions- und Meßtechnik nachgeprüft und bestätigt. Die genauere Analyse ergab dann aber, daß das Farbstoffdefizit der Mutanten v, cn und bw lediglich darauf beruht, daß diese Tiere kleinere Augen haben als die Wildfliegen. Die Augenverkleinerung ist jedoch nicht, wie gelegentlich vermutet wurde, die Folge einer polyphänen Wirkung der Gene v, cn und bw, sondern nur eine besondere Eigenschaft bestimmter Fliegenstämme, die heute in fast allen Laboratorien gehalten werden.Die Erscheinung selbst beruht auf der Wirkung augenverkleinernder Modifikationsgene, die bei diesen Stämmen zufällig mit den Farbgenen gekoppelt sind, durch geeignete Kreuzungen aber eliminiert werden können. Unsere so erhaltenen neuen v-, cn- und bw-Stämme besitzen nicht nur ebenso große Augen wie die Wildfliegen, sondern enthalten auch die theoretisch erwarteten Mengen an Augenfarbstoffen. Der Zusammenhang zwischen der Größe der Augen und ihrem Farbstoffgehalt hat u. a. zur Folge, daß die Männchen, die ja stets kleinere Augen haben als die Weibchen, bei allen Mutanten weniger Augenpigment besitzen als jene.Der Farbstoffgehalt der Augen hängt außerdem von der Zucht-temperatur ab. Fliegen, die sich bei 18° C entwickeln, besitzen weniger Pterin aber mehr Ommochrom als solche, die bei 26° C aufgezogen werden. Auch die Melaninsynthese im Integument der Tiere wird durch Temperaturerniedrigung begünstigt; aus 18°-Zuchten stammende Fliegen sind deutlich dunkler als die entsprechenden 26°-Tiere.     

Untersuchungen über die Insulinmikromelie am Hühnerembryo

Ohne ZusammenfassungDie Arbeit wurde auf Anregung von Herrn Prof. Dr. H.Wurmbach ausgeführt. Ich danke ihm für die freundliche Förderung der Arbeit, sowie Herrn Prof. Dr. A.Goebel, Pathol. Inst. d. Univ. Köln, für wertvolle Hinweise. Die Untersuchungen wurden von derDeutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg, gefördert.     

Growth and reproduction as a function of temperature and salinity inClava multicornis (Cnidaria,Hydrozoa)

Summary 1. Rates of growth (length increase of stolons) and of asexual reproduction (increase in number of polyps) were determined in secondaryClava multicornis colonies of a clone exposed to 12 different combinations of water temperature and salinity (12°, 17°, 22° C; 16 , 24 , 32 , 40 S). Sexual reproduction (via gonophores) has been observed only at 12° and 17° C; temperature and salinity ranges are narrower for sexual than for asexual reproduction.2. The data obtained are insufficient for a detailed analysis; they provide, however, interesting insights into the variability of growth and reproduction ofC. multicornis caused by different intensities of temperature and salinity.3. It appears that temperature requirements for maximum colony increase are reduced as the colony grows older.4. One feeding period per 24 hours seems insufficient for maximum growth and reproduction at the higher temperature levels, especially at 22° C.5. The different degrees of environmental stress endured during the initial period of transfer into the test combinations of temperature and salinity have affected the resulting colony size at least up to an age of 39 days. More appropriate criteria for assessment of rates of growth and reproduction are therefore the doubling times (number of days within which stolon length and polyp numbers taken 20 days after initiation of experiments have doubled).6. On the basis of doubling time values, increase in stolon length is progressively reduced with increasing water temperature (12°, 17°, 22° C). At 12° and 17° C stolons grow fastest in 32 , followed by 24 , 16 and 40 S; at 22° C stolon growth rates are identical in 32 and 24 S.7. Doubling times of polyp numbers per colony show a less obvious trend. In 56-day-old colonies, however, stolon length and polyp number are modified to similar degrees by the various temperatures and salinities offered. The sequence of temperatures causing fastest increase in polyp number is 12°>17°>22° C; the respective sequence of salinities reads: 24 , 32 , 16 , 40 S.8. Stolon length and polyp number per colony increase exponentially; most curves obtained exhibit undulations indicating endogenous growth rhythms.9. During the initial period of transfer into the final test media, asexual reproduction via budding seems to have been stimulated by a reduction in salinity.10. The doubling times obtained forC. multicornis are considerably longer than those found forCordylophora caspia and indicate that our culture conditions may have been suboptimal.

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Wachstum und Reproduktion als Funktion von Temperatur und Salzgehalt beiClava multicornis (Cnidaria, Hydrozoa)

Kurzfassung Einzelpolypen eines Klons vonC. multicornis Forskål wurden schrittweise in 12 verschiedene Temperatur-Salzgehalts-Kombinationen überführt und — während sie zu neuen Kolonien heranwuchsen — das Längenwachstum ihrer Stolonen, die Geschwindigkeit ihrer asexuellen Vermehrung durch Knospung neuer Hydranthen sowie die Gonophorenausbildung (sexuelle Fortpflanzung) registriert. Die erhaltenen Daten sind unzureichend für eine detaillierte Analyse, gewähren jedoch interessante Einblicke in die Bedeutung der verschiedenen Temperatur- und Salzgehaltsbedingungen für Wachstum und Vermehrung. Die anfängliche, schrittweise Überführung in die Testmedien verursacht per se Leistungsunterschiede, deren Auswirkungen sich mindestens bis zu einem Alter von 39 Tagen verfolgen lassen. Doubling times stellen daher objektivere Kriterien dar als absolute Zuwachswerte. Die doubling times von Kolonien, welche länger als 20 Tage in den Testmedien gewachsen waren, zeigen eine Verringerung der Stolonenzuwachsrate mit steigender Temperatur (12°, 17°, 22° C). Die Reihenfolge der fördernden Wirkung der einzelnen Salzgehaltsstufen ergibt sich zu 32 , 24 , 16 , 40 S. Im Prinzip ähnliche Verhältnisse liegen hinsichtlich der asexuellen Vermehrungsrate vor. Bemessen an den getesteten Kriterien scheinen die Temperaturansprüche mit zunehmendem Koloniealter abzunehmen. Die errechneten doubling times sind wesentlich länger als beiCordylophora; möglicherweise deutet dieser Unterschied auf inadäquate Kulturbedingungen (Fütterung, Wasserbewegung) hin.

     

Buchbesprechungen

Ohne Zusammenfassung

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Book reviews

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Analyses

     

Vorkommen und Eigenschaften der proteolytischen Enzyme des Magensaftes und der Mitteldarmdrüse des Flußkrebses Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say)

Zusammenfassung Es werden die Exopeptidase- und Dipeptidaseaktivitäten des Hepatopankreas und Magensaftes von Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say) quantitativ bestimmt (Durchschnittswerte von ca. 90 Tieren). Die besonders im Magensaft vorkommende Carboxypeptidase hydrolysiert Carbobenzoxyglycyl-l- phenylalanin und Carbobenzoxy-l-glutamyl-l-tyrosin ungefähr gleichstark (pH-Optimum 7,6 bzw. 7,0). Im Vergleich zur kristallisierten Pankreascarboxypeptidase wird das Magensaftenzym stärker durch Hydrozimtsäure als durch o-Phenanthrolin gehemmt. SH-Gruppen sind für die Wirkung nicht nötig. Die Leucinamid- und Leucin--naphthylamid-Hydrolyse ist nicht auf die klassische Leucinaminopeptidase, sondern auf eine metallionenunabhängige und puromycinempfindliche Arylamidase-ähnliche Wirkung (pH-Optimum 7,7–8,0) zurückzuführen. Amidase- und Dipeptidase (Substrat: Glycyl-l-lencin)-Wirkung sind besonders im Hepatopankreas aktiv.

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Occurrence and properties of proteolytic enzymes in the gastric juice and hepatopancreas of the crayfishes Astacus astacus (L.) and cambarus affinis (Say)I. Exopeptidases

Summary The exopeptidase and dipeptidase activities of the hepatopanereas and gastric juice of Astacus astacus (L.) and Cambarus affinis (Say) were determined (mean values from approximately 90 exemplares). The carboxypeptidase which was highly active in the gastric juice hydrolyzes carbobenzoxyglycyl-l-phenylalanine and carbobenzoxy-l-glutamyl-l-tyrosine at about the same rate (pH-optimum at 7,6 and 7,0 respectively). Compared with the crystalline pancreas carboxypeptidase the gastric juice enzyme was stronger inhibited by hydrocinnamic acid than by o-phenanthroline. Sulfhydryl groups are not essential for the enzyme action. The observed hydrolysis of leucine amide and leucine--naphthyl amide could not be attributed to the classic leucine aminopeptidase but to an arylamidase like action (pH Optimum 7,7 to 8,0) which was independent of metal ions and puromycin-sensitive. The amidase and dipeptidase (substrate: glycyl-l-leucine) are mainly localized in hepatopanereas.

     

Das unterschiedliche Verhalten der Exopeptidasen des Hepatopankreas und Magensaftes vom Flußkrebs Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say) bei der Gelfiltration auf Sephadex sowie gegenüber Effektoren

Zusammenfassung Das Hepatopankreas (HP) der Flußkrebse Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say) enthält eine hochmolekulare Carboxypeptidase A-Wirkung (Substrat: Carbobenzoxyglycyl-l-phenylalanin) (K _d-Wert auf Sephadex G-200=0,04) und eine Arylamidase-Wirkung [Substrat: l-Leucin--naphthyl-amid·HCl (LNA)], sowie Dipeptidase-Wirkung (Substrat: Glycyl-l-leucin) (K _d-Werte auf Sephadex G-200=0,46 bzw. 0,39). Carboxypeptidase B (Substrat: Hippuryl-l-arginin)-Aktivität wurde im HP nicht gefunden. Im Gegensatz zum HP ist die Carboxypeptidase A des Magensaftes (MS) niedriger molekular (K _d-Wert auf Sephadex G-150=0,62; Molekulargewicht: ca. 30000), die LNA-ase des MS höher molekular (K _d-Wert auf Sephadex G-150=0,26). Außerdem enthält der MS eine hochaktive Carboxypeptidase B-ähnliche Wirkung, die sich auf Sephadexgel wie die Carboxypeptidase A verhält. Chelatbildner (,-Dipyridyl, o-Phenanthrolin) hemmen die Hippurylarginin-Wirkung nicht. Die Carboxypeptidase A des HP wird durch EDTA und Hydrozimtsäure deutlich, durch p-Chlormercuribenzoat gering aktiviert und durch 2-Mercaptoäthanol (10^–3 m und höhere Konzentrationen) stark gehemmt.

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The differential behaviour of the exopeptidases from hepatopancreas and gastric juice of the crayfish Astacus astacus (L.) and Cambarus affinis (Say) during gelfiltration on sephadex and towards effectors

Summary Hepatopancreas (HP) of the crayfishes Astacus astacus (L.) and Cambarus affinis (Say) contains a high molecular carboxypeptidase A like action (substrate: carbobenzoxyglycyl-l-phenylalanine) (K _d-value on Sephadex G-200 =0,04), an arylamidase like action (substrate: l-leucine- -naphthylamide·HCl; LNA), and a dipeptidase (substrate: glycyl-l-leucine) (K _d-values on Sephadex G-200 0,46 and 0,39 respectively). Carboxypeptidase B (substrate: hippuryl-l-arginine) activity was absent in HP. Contrary to the exopeptidases of HP the carboxypeptidase A of the gastric juice is of lower molecular weight (K _d-value on Sephadex G-150=0,62; molecular weight approx. 30.000), and the arylamidase of the gastric juice is of higher molecular weight (K _d-value on Sephadex G-150=0,26). Moreover gastric juice contains a highly active carboxypeptidase like activity, with identical behaviour on Sephadexgel as carboxypeptidase A. ,-dipyridyl and o-phenanthroline are without effect on the hippurylarginine splitting activity. Carboxypeptidase A of HP is significantly activated by EDTA and hydrocinnamic acid, and slightly activated by p-chloromercuribenzoate. 2-mercaptoethanol (10^–3 molar and higher concentrations) inhibits strongly the carboxypeptidase A of HP.

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Herrn Prof. Dr. Hanson möchte ich für sein Interesse an dieser Arbeit sowie für die kritische Durchsicht des Manuskriptes vielmals danken. — Der medizinisch-technischen Assistentin Frau Johanna Scheel danke ich für ihre wertvolle Mit-arbeit bei den Versuchen.     

Intracellular recordings from nonspiking interneurons in a semiintact,tethered walking insect

Nonspiking interneurons were investigated in a tethered, walking insect, Carausius morosus, that was able to freely perform walking movements. Experiments were carried out with animals walking on a lightweight, double-wheel treadmill. Although the animal was opened dorsally, the walking system was left intact. Intracellular recordings were obtained from the dorsal posterior neuropil of the mesothoracic ganglion. Nonspiking inter-neurons, in which modulations of the membrane potential were correlated with the walking rhythm, were described physiologically and stained with Lucifer Yellow. Interneurons are demonstrated in which membrane potential oscillations mirror the leg position or show correlation with the motoneuronal activity of the protractor and retractor coxae muscles during walking. Other interneurons showed distinct hyperpolarizations at certain important trigger points in the step cycle, for example, at the extreme posterior position. Through electrical stimulation of single, nonspiking interneurons during walking, the motoneuronal activity in two antagonistic muscles—protractor and retractor coxae—could be reversed and even the movement of the ipsilateral leg could be influenced. The nonspiking interneurons described appear to be important premotor elements involved in walking. They receive, integrate, and process information from different leg proprioceptors and drive groups of leg motoneurons during walking.     

The evolution of male-female dimorphism: Older than sex?

This contribution considers the evolution of a dimorphism with respect to cell fusion characteristics in a population of primitive cells. These cells reproduce exclusively asexually. The evolution towards asymmetric fusion behaviour of cells is driven by selection promoting horizontal transfer of an endosymbiontic replicator. It is concluded that evolution of asymmetric cell fusion in this scenario is more likely than evolution of sexual differentiation in a sexually reproducing population. Pre-existing dimorphism with respect to cell fusion may thus have been the basis for the establishment of sexual differentiation at the level of gamete fusion, and this in turn is fundamental to the evolution of two different sexes, male and female.     

Purification of Two Dipeptidyl Aminopeptidases II from Rat Brain and Their Action on Proline-Containing Neuropeptides

From the soluble and membrane fractions of rat brain homogenate, two enzymes that liberate dipeptides of the type Xaa-Pro from chromogenic substrates were purified to homogeneity. The two isolated dipeptidyl peptidases had similar molecular and catalytic properties: For the native proteins, molecular weights of 110,000 were estimated; for the denatured proteins, the estimate was 52,500. Whereas the soluble peptidase yielded one band of pI 4.2 after analytical isoelectric focusing, two additional enzymatic active bands were detected between pI 4.2 and 4.3 for the membrane-associated form. As judged from identical patterns after neuraminidase treatment, both peptidases contained no sialic acid. A pH optimum of 5.5 was estimated for the hydrolysis of Gly-Pro- and Arg-Pro-nitroanilide. Substrates with alanine instead of proline in the penultimate position were hydrolyzed at comparable rates. Acidic amino acids in the ultimate N-terminal position of the substrates reduced the activities of the peptidases 100-fold as compared with corresponding substrates with unblocked neutral or, especially, basic termini. The action of the dipeptidyl peptidase on several peptides with N-terminal Xaa-Pro sequences was investigated. Tripeptides were rapidly hydrolyzed, but the activities considerably decreased with increasing chain length of the peptides. Although the tetrapeptide substance P 1-4 was still a good substrate, the activities detected for the sequential liberation of Xaa-Pro dipeptides from substance P itself or casomorphin were considerably lower. Longer peptides were not cleaved. The peptidases hydrolyzed Pro-Pro bonds, e.g., in bradykinin 1-3 or 1-5 fragments, but bradykinin itself was resistant. The enzymes were inhibited by serine protease inhibitors, like diisopropyl fluorophosphate or phenylmethylsulfonyl fluoride, and by high salt concentrations but not by the aminopeptidase inhibitors bacitracin and bestatin. Based on the molecular and catalytic properties, both enzymes can be classified as species of dipeptidyl peptidase II (EC 3.4.14.2) rather than IV (EC 3.4.14.5). However, some catalytic properties differentiate the brain enzyme from forms of dipeptidyl peptidase II of other sources.     

Inheritance of mitochondrial aldehyde dehydrogenase: genotyping in Chinese,Japanese and South Korean families reveals dominance of the mutant allele

Summary Genotyping of mitochondrial aldehyde dehydrogenase (ALDH I) was performed in enzymatically amplified DNA of 20 Chinese, Japanese and South Korean families (85 individuals) and in 113 unrelated persons by employing allele-specific oligonucleotide probes and dot blot hybridization. Genotyping individuals with phenotypic deficiency of ALDH I activity always showed the presence of at least one mutant allele. The data are compatible with a model assuming dominant inheritance of the mutant allele, which we have previously suggested on the basis of a population study.