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Untersuchungen über die Wechselwirkung zwischen Licht und Chemosynthese am Beispiel von Nitrobacter winogradskyi

On the interrelationship between light and chemosynthesis in Nitrobacter winogradskyi

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  • 9 Citations

Summary

  1. 1.

    In Nitrobacter winogradskyi, the influence of light on the respiratory chain enzymes, on oxidative phosphorylation and on CO2 fixation of whole cells was investigated by use of various methods. In addition, the effect of light on coupling reactions was studied.

  2. 2.

    The spectral light sensitivity increases progressively from visible blue to ultra violet. The action spectrum is in accordance with the absorption spectrum.

  3. 3.

    Of all cell types studied in respect to light sensitivity, highly active bacteria containing relatively low amounts of cytochrome c react most sensitively upon light exposure.

  4. 4.

    Primarily, cytochrome c is photooxidized no matter whether blue or ultraviolet light is used. When the cytochrome c content is decreased by 20–40%, nitrite oxidation is stopped.

  5. 5.

    By electron microscopy, particles of 90–100 Å in diameter were visible on isolated membranes. They appear to be stable even after exposure to light.

  6. 6.

    Oxidative phosphorylation with endogenous NADH2 as the electron donor is less sensitive to light exposure than oxidative phosphorylation with nitrite as the substrate.

  7. 7.

    The two phosphorylating systems are linked in such a way that while the latter is functioning the former is inhibited. The block is removed by light.

  8. 8.

    The coupling of nitrite oxidation and carbon dioxide assimilation is effected by that phosphorylating system which is characterized by its high sensitivity to light.

  9. 9.

    Finally, the results are summarized in a model of chemosynthesis and critically compared with the statements of other authors.

Zusammenfassung

  1. 1.

    Mit verschiedenen Methoden wurde der Einfluß des Lichtes auf die Enzyme der Atmungskette, auf die oxydative Phosphorylierung und die CO2-Assimilation ganzer Zellen von Nitrobacter winogradskyi untersucht. Darüber hinaus prüfte ich die Lichtwirkung auf Kopplungsreaktionen.

  2. 2.

    Die spektrale Lichtempfindlichkeit steigt progressiv vom sichtbaren Blau zum UV-Bereich an. Das Aktions-stimmt mit dem Absorptionsspektrum überein.

  3. 3.

    Von allen darauf untersuchten Zellen reagieren hochaktive Bakterien mit relativ niedrigem Cyt. c-Gehalt am empfindlichsten auf Lichtgaben.

  4. 4.

    Primär wird Cyt. c photooxydiert, wobei es gleichgültig ist, ob blaues oder ultraviolettes Licht einwirkt. Nimmt die Cyt. c-Konzentration um 20–40% ab, wird die Nitritoxydation praktisch unterbunden.

  5. 5.

    Auf isolierten Membranen konnten Partikeln von 90–100 Å unter dem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht werden. Auch nach vorhergehender Belichtung scheinen sie erhalten zu sein.

  6. 6.

    Die oxydative Phosphorylierung mit endogenem NADH2 als Elektronendonator reagiert weniger empfindlich auf Lichtgaben als die oxydative Phosphorylierung mit Nitrit als Substrat.

  7. 7.

    Beide phosphorylierende Systeme sind so miteinander verknüpft, daß bei Funktionieren des letzten das erste gehemmt wird. Licht hebt die Hemmung auf.

  8. 8.

    Koppelnd zwischen der Nitritoxydation und der CO2-Assimilation wirkt jenes phosphorylierende System, das sich durch seine hohe Lichtempfindlichkeit auszeichnet.

  9. 9.

    Abschließend werden die Ergebnisse in einem Chemosynthesemodell zusammengefaßt und kritisch mit den Angaben anderer Autoren verglichen.

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Auszug aus der gleichlautenden Habilitationsschrift der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hamburg 1969.

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Bock, E. Untersuchungen über die Wechselwirkung zwischen Licht und Chemosynthese am Beispiel von Nitrobacter winogradskyi . Archiv. Mikrobiol. 70, 217–239 (1970). https://doi.org/10.1007/BF00407712

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