Über die Spaltung von Adenosintriphosphat in Isolierten Myofibrillen aus Insektenflugmuskeln

Zusammenfassung An isolierten Myofibrillen aus den indirekten Flugmuskeln der Schmeißfliege Phormia regina wurde die Lokalisation der ATPase-Aktivität in der Feinstruktur sowie die Bedingungen, unter denen ihr Nachweis gelingt, untersucht. Die Fällung des freigesetzten Phosphats geschah dabei entweder direkt mit Pb⁺⁺ oder aber zunächst mit Ca⁺⁺ bei nachfolgender Umfällung in Bleiphosphat.Mit beiden Methoden konnte demonstriert werden, daß die Ablagerung des Reaktionsprodukts (und damit die Spaltung von ATP) in zwei verschiedenen Abschnitten der Sarcomere erfolgt: im A-Band und in der Z-Scheibe.Innerhalb des A-Bandes finden sich in der Regel Abschnitte mit unterschiedlicher Niederschlagsdichte. Während die — häufig von der H-Zone zerteilte — Zentralregion mit Präzipitat dicht bedeckt ist, enthalten die Endabschnitte an der Grenze zum I-Band deutlich weniger Partikel. Die Bleiphosphatkristallite sind nicht selten in longitudinalen Reihen angeordnet, die der Position der Primärfilamente entsprechen. In der H-Zone wurden niemals Anzeichen für eine Spaltung von ATP gefunden.Die ATPase-Aktivität der Z-Scheibe läßt sich regelmäßig und unter den verschiedensten Bedingungen demonstrieren. Sie muß deswegen als ein spezifisches Kennzeichen dieser Sarcomerenregion angesehen werden. Es gelang allerdings nicht, die Hydrolyse von ATP in der Z-Scheibe unabhängig von der im A-Band nachzuweisen und umgekehrt.

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Summary The fine structural localization of ATPase activity and the conditions under which it can be demonstrated in myofibrils isolated from indirect flight muscles of the blowfly Phormia regina were studied, using either Pb⁺⁺ or Ca⁺⁺ as precipitating reagents.With both techniques, the deposition of reaction product indicating the hydrolysis of ATP was found in two separate parts of the sarcomere: in the A band and in the Z disc.The A band very often appeared to consist of a central region (frequently divided by the H zone) densely covered with precipitate, while narrow zones bordering the A/I junction contained significantly less particles. Sometimes the precipitated cristallites were found to be arranged in longitudinal rows which corresponded to the position of the thick filaments. Under no conditions was ATPase activity detected in the H zone.The Z disc is established as a specific place of ATP splitting in the sarcomere although it was not possible to demonstrate both myofibrillar ATPase activities independently from each other.

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Dem Andenken an Herrn Prof. Dr. Wolfgang von Buddenbrook gewidmet.

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Wir danken Frau D. Rewicki für ihre kompetente Mithilfe bei der Ausführung der Experimente und der Aufarbeitung des Materials. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sind wir für ihre großzügige Unterstützung der Arbeit zu Dank verpflichtet.