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Inside-out and right-side out vesicles were isolated from the intracytoplasmic membrane system of the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas viridis and treated with proteinase K. Afterwards the pigment-binding proteins of the photosynthetic apparatus were extracted from the membrane, purified and the N- and C-terminal amino acyl sequences determined. Forty-eight amino acids were found to be removed from the N-terminal domain of the M-subunit and twenty-eight amino acids split off the L-subunit of reaction center when inside-out vesicles were digested with proteinase K. Six amino acids of the N-terminal region of the beta polypeptide of the light-harvesting complex B1020 were removed when inside-out vesicles were treated with proteinase K. The N-terminal domains of alpha and gamma polypeptides of the antenna complex B1020 were not cleaved by proteinase K either in right-side out or in inside-out vesicles. It is concluded that the N-terminal domains of M-, L- and β-subunits are exposed and accessible to proteinase K on the cytoplasmic surface of the membrane. This is in agreement with results obtained with other photosynthetic bacteria. The orientation of the other light-harvesting polypeptides is discussed.

Lipopolysaccharides were found in four strains of Synechocystis. Depending on the strain, they were extracted into either the water or into the phenol phase of phenol-water extracts.

Intracytoplasmic membranes of wild type strain 37 b 4 and mutant strains A1a car-bchl-, A1a car-bchl+ ofRhodopseudomonas capsulata were isolated. The membrane proteins were solubilized and separated by polyacrylamide gel electrophoresis (methods of Takayamaet al., 1964; Weber and Osborn, 1969). The band patterns were compared with each other. From the strain A1a car-bchl+ reaction center particles were isolated by treatment of membrane with Triton X-100 followed by sucrose density gradient centrifugation. The reaction center particles were found to be enriched in reaction center bacteriochlorophyll. This pigment shows a reversible bleaching at 855 nm and a blue shift at 798 nm. The light harvesting bacteriochlorophyll portion of this fraction was 14–22% of the total bacteriochlorophyll content. The three main proteins of the reaction center particles amount to about 80% of the total protein of the particles. The molecular weights of the main proteins were estimated to be 32000, 27500 and 22500 daltons.

Der Zusammenhang zwischen der Ausbildung des intracytoplasmatischen Membransystems und dem Gehalt der Zellen an Fettsauren und Lipid-Phosphor wird an Rhodospirillum rubrum untersucht. Trotz Steigerung des Membrangehaltes nach der Uberfuhrung aerober thylakoidfreier Dunkelzellen in anaerobe Lichtbedingungen bleibt der Gehalt an Fettsauren und Lipid-Phosphor pro Gesamtzellprotein unverandert. Das gleiche Resultat ergibt sich, wenn eine Steigerung des Thylakoidgehaltes im System anaerob Normallicht (4000 Lux) → anaerob Schwachlicht (400 Lux) hervorgerufen wird. Dieses Resultat eines konstanten Fettsaurespiegels wird nicht durch eine Anderung des Bezugsystems Protein erzielt. Der Quotient Proteingehalt pro Volumen dichtgepackter Bakterien bleibt wahrend der Membransynthese konstant. Aus Licht- und Dunkelzellen werden eine Rohmembranund eine Rohzellwandfraktion angereichert. Die Wandfraktion aus aeroben Dunkelzellen enthalt einen hoheren Anteil der Gesamtfettsauren der Zelle als die Wandfraktion aus anaeroben Lichtzellen. (2-14C)-Acetat wird von wachsenden Zellen unter Normallichtbedingungen (4000 Lux) in hoher Rate eingebaut. Nach der Umschaltung auf Schwachlicht (400 Lux) wird diese Aufnahme zugleich mit dem Wachstum gestoppt. Werden aerobe Dunkelzellen in semiaerobe Lichtbedingungen uber-fuhrt, wird der Gehalt an Fettsauren und Lipid-Phosphor um 70% erhoht. Die Ergebnisse werden im Rahmen der Hypothese diskutiert, das ein groser Teil der Zellfettsauren in der Wand lokalisiert ist und das dieser Anteil koordiniert mit dem Membrangehalt verandert werden kann.

2.4-Dinitrophenol hemmt die Bildung der metachromatischen, polyphosphathaltigen Granula und die Synthese des „säureunlöslichen Phosphates“ von Mycobacterium phlei merklich erst oberhalb 8·10-4 mol. Entgegen der bei normaler, durch Dinitrophenol bedingter Entkopplung beobachteten Stimulierung der Atmung wird diese ebenfalls gehemmt.

Es wird der Einflus des Sauerstoffpartialdruckes auf die Bacteriochlorophyllsynthese und die Morphogenese des photochemischen Apparates von Rhodopseudomonas capsulata untersucht. 1. Die Wachstumsrate ist in aeroben, heterotrophen Dunkelkulturen in einem relativ weiten Bereich vom Sauerstoffpartialdruck unabhangig. Die Proteinverdopplungszeit betragt in einem komplexen Medium bei 30° C und einem Partialdruck von 4–100 mm Hg, 2,5–2,75 std. Bei 150–160 mm Hg (pO2) im Medium wird das Wachstum ungefahr um 10% reduziert. Unterhalb eines kritischen Sauerstoffpartialdruckes von etwa 4 mm Hg bricht der oxydative Stoffwechsel zusammen und die Wachstumsrate nimmt demzufolge stark ab. 2. Die Rate der Bacteriochlorophyllsynthese in aeroben Dunkelkulturen wird vom Sauerstoffpartialdruck reguliert. Geringe Mengen an Bacteriochlorophyll (etwa 0,05 μg/mg Protein) sind auch in voll aeroben Kulturen enthalten (pO2 150 mm Hg). Ein Absenken des pO2 im Bereich von 100–20 mm Hg bewirkt nur eine sehr geringe Erhohung des spezifischen BChl.-Gehaltes der Zellen. Eine Erniedrigung des pO2 unter 20 mm Hg hat einen starken Anstieg der BChl.-Syntheserate zur Folge. Nach 8 Std stellt sich ein konstanter Wert des spezifischen Bacteriochlorophyllgehaltes der Zellen ein, dessen Hohe vom pO2 abhangig ist. 3. Der spezifische Bacteriochlorophyllgehalt der intracellularen Membranen steigt nach Absenken des pO2 von 160 mm Hg auf 5 mm Hg nach 2 Std von 3,3 auf 33,9 μg BChl./mg Protein an. 4. Die Biosynthese des photochemischen Apparates von Rps. capsulata wird ebenfalls durch Absenken des Sauerstoffpartialdruckes gefordert. Aber die Kinetk ist von der der Bacteriochlorophyllsynthese verschieden. Der Anstieg der Photophosphorylierungsaktivitat (PP) verlauft linear zum Proteingehalt der Membranfraktion. Dagegen nimmt das Verhaltnis PP/BChl. nach einem kurzfristigen Anstieg ab. 5. Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Dunnschnitten zeigen sowohl in voll aeroben Dunkelkulturen (pO2 150–160 mm Hg) als auch in semiaeroben Kulturen (pO2 etwa 5 mm Hg) intracellulare Membranstrukturen. In aeroben Zellen sind vorwiegend tubulare Strukturen ausgebildet, in semiaeroben Kulturen vesiculare Thylakoide. 6. Die Ergebnisse zeigen, das die Bacteriochlorophyllproduktion, die Biosynthese des photochemischen Apparates und die Thylakoidmorphogenese vom pO2 beeinflust werden. Starke und Verlauf der Synthesen werden aber unterschiedlich reguliert.

Der Gehalt an reduzierten Nicotinamid-adenin-dinucleotiden bei Rhodospirillum rubrum, Rhodopseudomonas spheroides und Rps. capsulata wird beim Absenken des pO2 erst zwischen 0,2 und 0,5 mm Hg deutlich erhoht.

Membranfunktionen aus anaerob im Licht gewachsenen Zellen von Rps. capsulata und aus Zellen nach Anzucht im Dunkeln unter verschiedenen konstanten Sauerstoffpartialdrucken (5, 150, 400 Torr) wurden untersucht. Aus dem Vergleich ihres Aufbaues (Proteinmuster) und ihrer photosynthetischen und respiratorischen Aktivitat (Funktionsmuster) lies sich eine Vorstellung uber das Differenzierungsgeschehen des gesamten Membransystems von Rps. capsulata ableiten.

Der neu isolierte Stamm W von Bdellovibio bacteriovorus infiziert und lysiert Rhodospirillum rubrum F und alle anderen untersuchten Athiorhodaceae, nicht aber Pseudomonas aeruginosa und Spirillum serpens. Er befallt auch zahlreiche Enterobacteriaceae und von den grampositiven Bakterien Streptococcus faecalis und Lactobacillus plantarum.

1. 1. Two pigmented bands from cell-free extracts of light-growth Rhodospirillum rubrum could be isolated in a linear gradient of Ficoll by zone centrifugation. 2. 2. As shown by several methods, the lower band of the gradient contained chromatophores (thylakoids) in a highly purified form. 3. 3. In the upper band of the gradient, particles with an average diameter of 360 A could be identified by electron microscopy. 4. 4. Electrophoresis of the contents of the upper band in agar gel (0.5%) made it possible to separate two zones. Whereas only protein could be determined in the faster migrating zone, protein, pigments, lipids and activity of succinate dehydrogenase could be determined in the slower migrating zone. 5. 5. The chromatophores (thylakoids) of the lower band were split by treatment with phenol-formic acid-water (2:1:1, v/v/v) and then separated by gel electrophoresis in polyacrylamide into 5 main subunits. 6. 6. When the upper band of the gradient was treated with phenol-formic acid-water and separated by gel electrophoresis in polacrylamide, only one of the 5 main subunits was obtained. This was characteristic of cytoplasmic membrane. 7. 7. The upper band of the gradient could be isolated from cultures grown under anaerobic light conditions, from cultures grown aerobically in the dark and from the carotenoid-free mutant strain of R. rubrum M 46, which forms only few chromatophores. 8. 8. The results indicate that the upper band of the Ficoll gradient consists mainly of mechanically disrupted cytoplasmic membrane. 9. 9. Morphogenetic relationships between cytoplasmic membrane and chromatophores are discussed.

Two carotenoid less mutant strains of Rhodopseudomonas capsulata were isolated. The strain A1a pho- was not able to grow photosynthetically and to synthesize bacteriochlorophyll. However, this organism produced protochlorophyll (phytol ester of Mg-2-vinylpheoporphyrin a5 monomethylester) and protopheophytin. Both pigments were excreted as a macromolecular complex. The intracellular membrane system was poorly developed. A revertant strain of A1a (pho+) was isolated which was able to grow anaerobically in the light as well as aerobically in the dark. The generation time under photosynthetic conditions amounted to 16 hrs whereas under aerobic conditions in the dark that was found to be 2.8 hrs. In addition to bacteriochlorophyll, which was found exclusively in the membrane fraction, protochlorophyll and protopheophytin were synthesized and excreted. A small amount of these pigments was also found intracellulary in the membrane fraction. The structure of the well developed intracytoplasmic membrane reticulum was described.

A lipopolysaccharide was isolated from cell walls of Anacystis nidulans by extraction with 45% aqueous phenol at 65°, and further purified by repeated high speed centrifugation. It contains 30–40% of lipid and about 60% of carbohydrate components. The carbohydrate moiety contains predominantly mannose and smaller amounts of galactose, glucose, fucose, rhamnose, 2-keto-3-deoxyoctonate, glucosamine and a second aminosugar. The latter was identified as a 2-amino-2-deoxyheptose with the gluco-configuration from C3 to C7. Thelipid moiety contains glucosamine and fatty acids (C22:0, C18:2, C16:0, C12:0 and C14:βOH). The lipopolysaccharide has a very low phosphate content and does not contain heptose. It shows low pyrogenicity in rabbits and it is not toxic in mice.

Adsorptionskinetiken mit verschiedenen Rhodopseudomonas palustris-Stammen ergaben, das Rp 1-Phagen nur an Stamm 1 e 5 adsorbieren. Als Adsorptionskonstante wurde ein Wert von K=3,8·10-10 ml/min ermittelt. Wahrend des Wachstums der Wirtsbakterien werden die Rp 1-Phagen nur in der Teilungsebene und an einem Zellpol adsorbiert. Die Phagen adsorbieren auch an den intracytoplasmatischen Membranen. Die Spezifitat dieser Adsorption wird diskutiert.

The structure and formation of polyphosphate-granules has been investigated by means of ultrathin sections through Mycobacterium phlei.

Thylakoide vonRhodospirillum rubrum, Rhodopseudomonas viridis undRhodopseudomonas capsulata wurden durch Behandlung mit Phenol-Ameisensaure in makromolekulare, in der Gelelektrophorese wandernde Fraktionen aufgespalten. Dabei ergaben sich vier deutlich hervortretende Hauptfraktionen, die zum Teil noch in Unterfraktionen aufzulosen sind.

Die in einer fruheren Arbeit postulierten Untergruppen innerhalb der Art Rps. gelatinosa werden naher charakterisiert. Die Gruppen unterscheiden sich in der Generationszeit, der Schleimproduktion, der Tendenz, sich in der Submerskultur abzusetzen, der Substratverwertung und den Eigenschaften des in vivo-Absorptionsspektrums. Artspezifisch und charakteristisch fur alle Stamme ist die Fahigkeit zur Gelatineverflussigung, die Nutzung von Asparagin als C-Quelle und das Unvermogen, autotroph zu wachsen.

Eine bacteriochlorophyllfreie Mutante von Rhodospirillum rubrum wird beschrieben. Diese Mutante scheidet die Bacteriochlorophyllvorstufen Phaeophorbid a und 2-Devinyl-2-α-Hydroxyathyl-Phaeophorbid a unter semiaeroben Bedingungen in das Kulturmedium aus. Beide Pigmente sind mit einem Tragermolekul zu einem Komplex verbunden. Die Analyse des Komplexes ergab folgende Zusammensetzung: 49% Protein, 30% Pigment, 11% Lipide, 3% Zucker, sowie eine geringe Menge Phosphor (0,2%). Die Aminosaurezusammensetzung des Proteinanteils wird angegeben. Die Fettsauren werden gaschromatographisch bestimmt. Die Zuckerkomponente ist anders zusammengesetzt als das Lipopolysaccharid aus Rhodospirillum rubrum. Das Molekulargewicht der kleinsten Proteinuntereinheit betragt 16500, das Molekulargewicht des Pigmentkomplexes ergibt sich daraus mit 34000. Typische Thylakoide werden in der Mutante nicht ausgebildet. Die Notwendigkeit einer ungestort ablaufenden Bacteriochlorophyllsynthese fur die normale Thylakoidmorphogenese wird diskutiert.

1. 1. The participation of the cytoplasmic membrane in chromatophore (thylakoid) morphogenesis was examined in Rhodospirillum rubrum. 2. 2. Membrane fractions were labeled preferentially by incorporation of [2-14C]-acetate into phospholipids. 3. 3. Anaerobic cultures were grown under moderate light intensity (4000 lux) and then transferred to low light intensity (400 lux). This caused bacteriochlorophyll synthesis to start immediately. However, the total protein content of the culture was not changed during the first 3 to 4 h of incubation. 4. 4. Before lowering the light intensity the cytoplasmic membrane was labeled more rapidly by [2-14C]acetate than were the chromatophores (thylakoids). 5. 5. After lowering the light intensity, even though there was no measurable growth, the rate of incorporation of radioactivity into the chromatophores (thylakoids) was equal to the rate of bacteriochlorophyll synthesis. 6. 6. During pulse-chase experiments under low-light conditions there was a shift in the distribution of radioactivity between the cytoplasmic membrane and the chromatophores (thylakoids). Whereas the radioactivity in the chromatophores increased, the radioactivity in the cytoplasmic membrane decreased. 7. 7. The possibility is discussed that the chromatophores and the cytoplasmic membrane form a continuous membrane system in which the chromatophores represent the modified cytoplasmic membrane.

Heterotroph aerob im Dunkeln angezogene Kulturen von Rhodospirillum rubrum beginnen sofort nach Umstellung auf Anaerobiose mit der Bacteriochlorophyllbildung.

The present paper deals with the isolation, and chemical and serological characterization of the O-antigens (lipopolysaccharides, LPS) of the photosynthetic gram-negative bacterium Rhodopseudomonas viridis. The LPS are extractable with hot phenol/water, but unlike the phenol-soluble LPS of the closely related species Rhodopseudomonas palustris, the R. viridis O-antigens are preferentially extracted into the water phase. A mixture of phenol/chloroform/petroleum ether (PCP-method) does not extract the R. viridis LPS.

Die Zellwande von Anacystis nidulans enthalten 23,8% Zucker (berechnet als Glucose), 8,9% Gesamtstickstoff, 0,1% Gesamtphosphor, 27,6% Protein und 36% Lipide. Die Polysaccharidfraktion wurde durch Phenol-Wasser-Extraktion isoliert. Sie scheint keine Aminozucker und keine sauren Zucker zu enthalten. Als Komponenten wurden Mannose, das den grosten Anteil stellt und Glucose nachgewiesen. Zwei weitere Zucker konnten nicht identifiziert werden. Sie haben die gleichen Rf-Werte wie Galaktose und Fucose.

Es wird das Vorkommen von Polysomensaulen bei Rhodopseudomonas palustris beschrieben. An Hand der Daten ergab sich, das diese Polysomen aus zwei helixformig angeordneten Ribosomenstrangen aufgebaut sind, die eine linksdrehende Schraube bilden. Der Querschnitt der Schraube zeigt hexagonale Anordnung der Ribosomen. Der Steigungswinkel der Helices betragt 200, der Gesamtdurchmesser der hexagonalen Polysomensaule betragt 375 A. Diese Polysomenart kommt lediglich in der begeiselten Polregion vor und ist dicht unter der Cytoplasmamembran lokalisiert. Die Polysomen stehen mit der Cytoplasmamembran in Kontakt. Ihre Langsachse lauft parallel zur Plasmamembran.

Eine Methode zur quantitativen Bestimmung des Fettsauregehaltes im Mikrogrammbereich wird angegeben und auf Spezifitat untersucht. Thylakoide aus Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas capsulata enthalten 330 bzw. 350 μg Fettsauren/mg Protein und 16,1 bzw. 15,4 μg Lipid-Phosphor/mg Protein. In aeroben Dunkelkulturen beider Organismen werden 100–120 μg Fettsauren und 3,0–4,3 μg Lipid-Phosphor pro mg Protein gefunden. In Thylakoiden sind 15–20%, in ganzen Zellen 25–45% der Fettsauren nicht in Phospholipiden vom Glycerintyp gebunden.

Die Thylakoide aus Rhodospirillum rubrum und Rhodospirillum molischianum werden nach Homogenisation der Zellen mit Ultraschall durch fraktionierte Zentrifugation isoliert. An diese Membranstrukturen ist das System der Photophosphorylierung gebunden. Die Aktivitat dieses Systems in Abhangigkeit vom Redoxpotential des Mediums wird untersucht. Die starkste Bindung anorganischen Phosphates wird unter Edelgasatmosphare bei Zusatz von Spuren eines Elektronendonators (0,07 μmol Succinat je Ansatz) beobachtet. Die cyclische Photophosphorylierung wird einerseits durch Sauerstoff und oxydierende Verbindungen wie K3Fe(CN)6 anderseits durch „Uberreduktion” mittels reduzierter Redoxverbindungen wie 2,6-Dichlorphenolindophenol oder Phenazinmethosulfat (beide reduziert durch Ascorbat) unter Wasserstoffatmosphare gehemmt. Die Sauerstoffhemmung kann durch reduziertes Phenazinmethosulfat zu 50% aufgehoben werden. Antimycin A blockiert die lichtabhangige Phosphorylierung; 2,4-Dinitrophenol dagegen hemmt kaum. Die zellfreien Systeme beider Arten zeigen die gleiche Abhangigkeit vom Redoxpotential obwohl R. rubrum wesentlich sauerstofftoleranter ist als R. molischianum und auch durch oxydative Phosphorylierung im Dunkeln ATP bilden kann. Die Befunde sprechen fur eine Unabhangigkeit der cyclischen Photophosphorylierung von der Atmungskette und fur eine starke Ubereinstimmung im Aufbau der Elektronentransportsysteme fur die cyclische Photophosphorylierung bei R. rubrum und R. molischianum.

A continuous culture apparatus is described, which allows cultivation of photosynthetic bacteria anaerobically in the light and semiaerobically in the dark at constant oxygen tensions. The growth-parameters 1. substrate concentration at half maximum growth rate (Ks) and 2. yield (Y) forRhodopseudomonas capsulata are calculated.

1. 1. Cells of Rhodospirillum rubrum precultured at low light intensity were exposed to moderate (4000 lux) and then to low (400 lux) light intensities for 5 and 4 h, respectively. During culture under moderate light intensity oxygen within the freshly diluted cultured is consumed. Under these conditions growth continues without bacteriochlorophyll synthesis. 2. 2. During exposure to 4000 lux the thylakoids undergo a change from a spherical into a flattened sturcture. This change is reversed after exposure to 400 lux. 3. 3. Within cells precultured at low light intensity the radioactive label of incorporated [2-14C]acetate is equally distributed between thylakoids and cytoplasmic membrane. Under moderate light intensity the label is preferentially increased in the cytoplasmic membrane fraction. However, equal distribution is again obtained after lowering the light intensity. 4. 4. The specific bacteriochlorophyll content of thylakoids decreases under moderate light intensity from 100 to 45 μg bacteriochlorophyll per mg protein and increases during the period of low light intensity up to 80 μg bacteriochlorophyll per mg protein. 5. 5. During incubation under 4000 lux the different thylakoid proteins approach a pattern which is typical for the cytoplasmic membrane. Radioactive labeled amino acids are preferentially incorporated into proteins which are characteristic of the cytoplasmic membrane. The protein pattern of this modified membrane again becomes typical for thylakoids during the following exposure to 400 lux. This, too, is in agreement with the preferential amino acid incorporation into thylakoid-specific proteins. 6. 6. The results indicate that thylakoids and the cytoplasmic membrane represent reversible modifications of a dynamic membrane system.

In wachsenden Kulturen von Mycobacterium phlei erfolgt die Bildung metachromatischer Granula am raschesten in geschuttelten Submerskulturen, wenn zum Beimpfen Material von Agarkulturen verwendet wird.

A fractionation of Chromatium vinosum into an outer layer (cell wall) and three intracellular membrane fractions by isopycnic sucrose density centrifugation of a total membrane fraction obtained by lysis of lysozyme-EDTA spheroplasts is decribed. The three intracellular fractions (I, II, and III) have apparent densities of 1.11, 1.14, and 1.16, respectively, and contain the bulk of the photosynthetic pigments. Fraction II is enriched in bacteriochlorophyll and contains about 49% of the total membrane protein and 60% of the membrane bacteriochlorophyll. The outer membrane fraction (IV, cell wall) has a density of 1.23 and contains 5% of the membrane protein and 0.8% of the bacteriochlorophyll. Fraction I is enriched in lipids and phosphorus and has only a trace of diaminopimelate (DAP). Fractions II and III both contain a significant content of DAP. Fraction IV has no DAP, but has a fatty acid composition similar to that of the envelope fraction. Electrophoresis of the fractions on sodium dodecylsulfate-containing gels yielded from 8–13 bands of protein. Fractions I, II, and III contained the same series of unique proteins, while fraction IV contained another group of unique proteins. In fraction IV the bulk of the proteins traveled in one band with a molecular weight of 41,500. Examination of the fractions and whole spheroplasts in the electron microscope showed that fractions I, II and III were composed of large membrane structures in the form of membrane reticulum with bud-like appendages, and elongated flattened tubes. Fraction IV was composed of large ovoid structures which were seen to lie on the outer surface of the whole spheroplasts. These results suggest that the normal in vivo state of the intracellular membranes is that of an interconnected series of tubules and vesicles extending throughout the cell cytoplasm.

Eine Reihe von Rhodopseudomonas palustris-Stämmen aus verschiedenen Herkünften wurden vergleichend unter Verwendung folgender Merkmale untersucht: Substratverwertung, in vivo-Absorptionsspektrum und Serologie der O-Antigene. Die gegen 2 Stämme gerichteten Antiseren zeigen hohe Spezifität. Die Verwendbarkeit der serologischen Kreuzreaktion für taxonomische Untersuchungen bei photosynthetischen Bakterien wird diskutiert. Strains of Rhodopseudomonas palustris isolated from different habitats were compared with respect to their taxonomic features. All strains grew very well on formiate, acetate, propionate, butyrate, aspartate, inositol, ethanol, fructose, and p-amino-benzoate, respectively, as single carbon source. Most of the strains were able to use benzoic acid or glucose, too. But alanine was not found to be a good substrate. The maxima of the bacteriochlorophyll in-vivo-absorption spectra were estimated to be 376, 589, 802–805, and 858–875 nm. The shift of the infrared peak in the different strains is loosely correlated with the change of the carotenoid in vivo spectrum, the maxima of which were measured to be 470–480 nm (shoulder) 495–505 nm, and 520–545 nm (shoulder). Antisera were prepared against the strains 1e5 and 11/1. It was demonstrated that these antisera were directed against the lipopolysaccharides (O-antigen) of these bacteria. The antigen of 1e5 does not cross react with the antigen of 11/1. Strain 1e5 is the only one of 17 strains tested which is sensitive to the bacteriophage Rp1. The antigen of this strain cross reacted only with the antigen of strain K1. In contrast, the antigen of strain 11/1 cross reacted in some degree with most of the tested strains of Rps. palustris. No or very weak cross reaction was observed between the antigens of Rps. palustris (1e5, 11/1) and Rps. capsulata, Rps. spheroides, or R. rubrum, respectively. In contrast to 11/1 only heat-killed cells of strain 1e5 were agglutinated by anti-1e5.

A complex, consisting of protein (38%), pheophytin plus protochlorophyll (20%), fatty acids (13%), sugars (15.5%) and other minor components, excreted by mutant strains of Rhodopseudomonas capsulata during exponential growth, was found to be synthesized at a low pO2. The correlations between the protein, sugar and fatty acid components of the pigment complex with those of the intracytoplasmic membranes and cell walls were investigated and discussed.

In wachsenden Kulturen (Agar und flussiges Medium, 37° C) von Mycobacterium phlei, Myc. lacticola und Myc. smegmatis sind die meisten Phosphatgranula nach etwa 48 Std Bebrutung, also in der 2. Halfte der Wachstumsphase, lichtmikroskopisch zu beobachten.

Membranen aus aeroben Dunkelkulturen von Rhodospirillum rubrum und Thylakoide wurden nach Behandlung mit Phenol-Harnstoff-Eisessig (2:1,2:1, w/w/v) in ihre Proteinbausteine zerlegt und durch Gelelektrophorese in Polyacrylamid getrennt. Die Muster der Proteinkomponenten beider Membransysteme unterschieden sich nur geringfugig. Eine dem mitochondrialen Struktur-protein entsprechende Fraktion wurde aus Thylakoiden isoliert. Nach Aufspaltung dieser Fraktion mit Phenol-Harnstoff-Eisessig und anschliesender Elektrophorese konnten verschiedene Proteine in ihr festgestelt werden. Diese Proteine waren samtlich in 8 M Harnstoff loslich. Die Folgerungen aus diesen Ergebnissen fur den Membranaufbau bei Rhodospirillum rubrum werden diskutiert.

Nach Untersuchung von Morphologie, Feinstruktur und Ernahrungsphysiologie wird ein neu isoliertes grunes Bakterium in die Gattung Rhodopseudomonas eingeordnet und der Artname Rhodopseudomonas viridis vorgeschlagen.

Aus Teichwasser in der Nahe Freiburgs wurde ein Bacteriophage angereichert, der Rhodopseudomonas palustris, Stamm 1 e 5 befallt. Dieser, als Rp 1 bezeichnete Phage kann in anaeroben Lichtkulturen von Rps. palustris bis zu einem Titer von 109 vermehrt werden. Der Infektionscyclus findet auch in aerober Dunkelkultur statt. Von 17 untersuchten Rps. palustris-Stammen wird nur der Stamm 1 e 5 befallen und bei ihm die Entwicklung von Plaques beobachtet. Das Capsid des Phagen ist icosaedrisch. Die Capsomeren erscheinen pentagonal. Das Capsid hat einen Durchmesser von 380–390 A. Die Festheftung des Phagen an der Oberflache der Wirtszelle oder an den Thylakoiden erfolgt mit einer rohrenformigen Struktur, die 200 A lang und 55–60 A dick ist.

Ein neues, intensiv grunes, phototrophes Bakterium wurde isoliert und seine Thylakoidstrukturen untersucht. Die Thylakoide liegen hier in Form hochgeordneter, kompakter Thylakoidstapel vor, deren Einzelthylakoide offenbar relativ fest untereinander verbunden sind. In jeder Zelle liegt ein Thylakoidstapel. Die Absorptionsspektren der Chromoproteide unterscheiden sich charakteristisch von denen anderer phototropher Bakterien. Das infrarote Hauptabsorptionsmaximum liegt bei 1020mμ. Die Hauptfraktion des Bacteriochlorophylls gehort zum Typ b. Das Bakterium zeigt in seiner Thylakoidstruktur und seiner Pigmentzusammensetzung keine Ubereinstimmung mit den Thiorhodaceen, Athiorhodaceen und Chlorobacteriaceen. Die systematische Zuordnung dieses Bakteriums ist noch unsicher. Es soll vorlaufig als Rhodopseudomonas spec. (Stamm F) bezeichnet werden.

The mutant M 46 was selected from the wild strain F of Rhodospirillum rubrum after treatment with the mutagen 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidine. M 46 is unable to grow photosynthetically. It synthesizes a nonfunctional bacteriochlorophyll in small quantities under semiaerobic conditions. The characteristic bacteriochlorophyll in vivo absorption band at 880 nm is shifted to 872 nm, and the usual absorption band at 807 nm is completely absent. The mutant does not produce unsaturated carotenoids. Under semiaerobic conditions in the dark a bacteriopheophytin-protein-carbohydrate-containing complex is excreted. This process correlated with the bacteriochlorophyll synthesis but starts later. The complex was precipitated by ammonium suflate, purified by gel filtration and density gradient centrifugation. In electron micrographs of the negatively stained complex long filamentous aggregates of the macromolecules are to be seen. The filaments have a diameter of 40 ± 5 A . The sedimentation constant is 22.4 S; the diffusion constant is 1.24 F. The molecular weight was calculated to be 1.5·10 6 . The complex consists of 21.5% bacteriopheophytin, 61.0% protein (the amino acid composition is given), 10.0% glucose and 7.5% glucosamine. The complex was split into subunits by treatment with sodium dodecylsulfate together with urea. The molecular weight of the subunit is lower than 100 000. We assume that the pigment complex may be the well known P 800, which apparently cannot be incorporated into the photosynthetic unit.

1. The isolation and chemical characterization of the lipopolysaccharides (O-antigens) of 12 strains of the gram-negative photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris is described. Lipopolysaccharides (LPS) were extractable with phenol/water, however, the bulk of the LPS of all strains remained in the phenol phase and only trace amounts were found in the aqueous layer. The LPS was also extractable by a phenol/chloroform/petroleum ether mixture (PCP-method), recommended for lipophilic glycolipids. Neither incubation of living bacteria with EDTA nor with NaCl liberated appreciable amounts of LPS-protein-lipid conjugates from the cells. 2. All strains investigated were found to have galactose, mannose, heptose, 2-keto-3-deoxyoctonate (KDO), glucosamine, 6-deoxy-glucosamine (quinovosamine) and a recently identified sugar, a 2,3-diamino-2,3-dideoxyhexose, as common LPS constituents. The presence of additional sugars allowed the classification of the strains into three distinct chemotypes. Chemotype I contains 4-O-methyl-D-xylose, and several non-identified amphoteric amino sugars. Chemotype II contains 4-O-methyl-D-xylose, 3-O-methyl-6-deoxy-D-talose, 6-deoxy-talose, xylose and again some unidentified amphoteric amino sugars, which were different from those of chemotype I. In chemotype III xylose, glucose, rhamnose, galactosamine and 6-O-methyl-glucosamine were identified. The main fatty acid in the high molecular weight material from the phenol phase of phenol/water extracts of all strains is β-hydroxymyristic acid. In addition in all strains β-hydroxypalmitic, palmitic and stearic acids were found. It has still to be proven that all these fatty acids are LPS constituents. 3. Like enteric LPS the LPS of R. palustris can be split by mild acid hydrolysis in a lipid portion (lipid A) and the degraded polysaccharide. But contrary to enteric lipid A, the lipid A of R. palustris does not contain glucosamine, but has the 2,3-diamino-hexose as the only amino sugar constituent. The possible occurrence of a common R-core and the question if repeating units exist in the O-specific chains of R. palustris LPS are discussed. 4. In two strains small amounts of additional LPS, which differ in their chemical composition from the respective LPS of the phenol phase, were isolated from the aqueous phase.

Rhodopseudomonas palustris, Stamm 11/1, kann in Dunkelkulturen durch Absenken des Sauerstoffpartialdruckes in der Submerskultur von 100 auf etwa 5 mm Hg [pO2] zur Bacteriochlorophyllsynthese und Thylakoidmorphogenese induziert werden.

Das Membransystem von Rps. capsulata setzt sich aus Cytoplasmamembran und intracytoplasmatischen Membranen zusammen. In anaeroben Lichtzellen und in Dunkelzellen unter geringen Sauerstoffpartialdrucken bestehen die intracytoplasmatischen Membranen aus Vesikeln, bei Anzucht unter hohen Sauerstoffspannungen sind sie tubular. Auch nach einer 8stundigen Kultur bei 400 mm (Hg) Sauerstoffpartialdruck, d.h. unter Bedingungen, die eine BChl-Synthese vollstandig hemmen, enthalten die Zellen noch intracytoplasmatische Tubuli an einem Zellpol. Nach Zellaufschlus mit der French pressure cell gelang es durch anschliesende fraktionierte Zentrifugation und Reinigung der Partialfraktionen uber Ficoll-Gradienten 3 membranhaltige Banden zu isolieren. Die leichte Bande besteht vorwiegend aus Membranfragmenten der Cytoplasmamembran. Die mittlere Bande enthalt die intracytoplasmatischen Tubuli aerob angezogener Zellen. Die schwere Bande, die den hochsten Reinheitsgrad aufweist, setzt sich aus den intracytoplasmatischen Vesikeln der Licht-bzw. der semiaeroben Dunkelzellen zusammen. 14C-Markierungsexperimente und elektronenmikroskopische Beobachtungen sprechen fur morphologische und morphogenetische Zusammenhange zwischen den Membranfraktionen und stutzen damit die Hypothese, das alle Membrantypen in einer Zelle Teile eines zusammenhangenden Membransystems sind. Die einzelnen Membrantypen konnen reversibel ineinander uberfuhrt werden.

Wenn Rhodospirillum rubrum aus aeroben Dunkelkulturen in ein synthetisches Medium ubertragen und anaerob im Licht bebrutet wird, beginnt die Bacteriochlorophyllbildung bereits nach 1 Std, das Wachstum erst nach 5–8 Std Bebrutung. — Puromycin (10 μg/ml) und Chloramphenicol (20 μg/ml) hemmen in diesen Kulturen Protein- und Pigmentsynthese vollstandig. Eine Hemmung wird auch beobachtet, wenn die Antibiotica erst mehrere Stunden nach Beginn der Lichtbebrutung zugesetzt werden. Synthese von Thylakoidprotein und Bacteriochlorophyll scheinen regulatorisch gekoppelt zu sein.

Der Zusammenhang zwischen dem spezifischen Bacteriochlorophyllgehalt der Zellen und der Thylakoidmorphogenese wird an Rhodospirillum rubrum untersucht. Bei der Induktion des Photosynthese-Apparates wird zunachst Bacteriochlorophyll synthetisiert, obgleich noch keine Thylakoide gebildet werden (1. Phase). Werden Thylakoide ausgebildet, so steigt der spezifische Bacteriochlorophyllgehalt der Thylakoide in Abhangigkeit vom spezifischen Bacteriochlorophyllgehalt der Zellen an, bis ein Wert von 12–13 μg Bacteriochlorophyll je mg Zellprotein erreicht ist (2. Phase). Wahrend der Wert fur die Zellen daruber hinaus weiter erhoht werden kann, bleibt der Wert der Thylakoide konstant bei 100 μg Bacteriochlorophyll je mg Thylakoid-Protein (3. Phase). Isolierte Thylakoide aus Zellen mit niedrigem Bacteriochlorophyllgehalt besitzen geringere Durchmesser als Thylakoide aus Zellen mit hoheren Werten. Auch hinsichtlich der Zusammensetzung der Thylakoide in Abhangigkeit von den steigenden Bacteriochlorophyllgehalten bei induzierten Zellen konnten Unterschiede festgestellt werden. Ahnlich wie die spezifischen Bacteriochlorophyllgehalte der Thylakoide, nahern sich die verschiedenen Proteinbausteine der Thylakoide einem festen Verhaltnis zueinander, das sich oberhalb von 10–14 μg Bacteriochlorophyll je mg Zellprotein nicht mehr andert. Mit Zunahme des Bacteriochlorophyllgehaltes der Zellen steigt der Gehalt an thylakoidspezifischen Proteinen in den Membranen an und der Anteil der fur die Cytoplasmamembran spezifischen Komponenten nimmt ab.

Die photosynthetischen Bakterien Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas capsulata wurden auf ihre Fettsaurezusammensetzung untersucht. Die Hauptfettsauren von R. rubrum waren C16:0 (11%), C16:1 (30%) und C18:1 (52%). Vaccensaure (C18:1) bildete 94% der Fettsauren von Rps. capsulata. Anaerobe Lichtzellen (thylakoidhaltig) unterschieden sich nicht in ihrem Fettsauremuster von aeroben Dunkelzellen (thylakoidfrei). Gereinigte Thylakoide aus Lichtzellen zeigten das gleiche Fettsauremuster wie die ganzen Zellen.

Mit Hilfe von Ultradunnschnitten wurde die Substruktur von Phormidium frigidum Fritsch, Phormidium retzii Gom., Oscillatoria limosa Ag., Anabaena variabilis Kutz und Cylindrospermum licheniforme Kutz untersucht. Das Chromatoplasma besteht aus submikroskopischen Lamellen, die bei den einzelnen Arten charakteristische Lamellensysteme bilden. Grosere Unterschiede in der Ausbildung und Anordnung der Lamellen bestehen zwischen den Vertretern der Oscillatoriaceen und der Nostocaceen. Das Centroplasma last auch im submikroskopischen Bereich keine Abgrenzung gegen das Chromatoplasma erkennen. Es ist dadurch gekennzeichnet, das das Plasma hier kompakter gelagert ist und die fur das Chromatoplasma typischen Lamellen fehlen. Das Grundplasma ist kornig und last gewisse kettenformige Strukturen erkennen.

Metachromatic granules and polyphosphate necessary for their synthesis increase rapidly in growing and resting cells of Mycobacterium phlei. The orthophosphate which the bacteria absorb, is transferred into an energy-rich bond during the oxydative phosphorylation, and for the most part utilized directly in the synthesis of the high molecular polyphosphate found in the acid-unsoluble fraction.

Die Wachstumsrate (1/p; p = Proteinverdopplungszeit) von Rhodospirillum rubrum in aeroben Dunkelkulturen ist vom Sauerstoffpartialdruck abhangig. Das Optimum liegt bei 3–5 mm Hg [O2]. Steigt die O2-Konzentration auf 150 mm Hg [O2] an, so vermindert sich die Wachstumsrate langsam um etwa 10%. Unterhalb 2 mm Hg fallt sie dagegen steil nach 0 ab. Die Ausbildung des gesamten Systems der Photophosphorylierung (Thylakoide, Chromatophoren) ist ein lichtunabhangiger, aber vom Sauerstoffpartialdruck direkt abhangiger Prozes. Die Morphogenese wird induziert, wenn der Sauerstoffpartialdruck auf etwa 20 mm Hg erniedrigt wird. Das Optimum der Bacteriochlorophyll-bildung unter aeroben Dunkelbedingungen liegt bei etwa 2 mm Hg [O2]. Die Pigmentsynthese kann durch Veranderung der Sauerstoffkonzentration induziert werden, ohne die Wachstumsgeschwindigkeit in der logarithmischen Wachstumsphase zu verandern. Eine Anderung der Wachstumsrate fuhrt zu einer relativen Verschiebung der Syntheseraten fur DNS, RNS und Protein.