Aufnahme und Umwandlung von 1-¹⁴C-Glycin und³⁵S-Methionin sowie ihr Einbau in das Protein durch isolierte Erbsenwurzeln bei Kultur in vitro

Zusammenfassung

Erbsenwurzeln wurden in Nährlösungen nach Bonner und Addicott mit Zusatz von 1-¹⁴C-Glycin oder³⁵S-Methionin kultiviert. Es wurde die Abnahme der Radioaktivität in der Nährlösung, die Radioaktivität der ausgeschiedenen CO₂-Menge, diejenige im pool der alkohollöslichen Substanzen und im Protein an aufeinanderfolgenden Kulturtagen bestimmt. 1-¹⁴C-Glycin beeinträchtigte in der beim Versuch benutzten Substanzmenge und der in ihr enthaltenen Radioaktivität das Wurzelwachstum nicht; jedoch wurde es durch dieβ-Strahlung von³⁵S-Methionin bei einer Substanzmenge, die in inaktiver Form keine erkennbare Wachstumshemmung verursacht, gehemmt. Der CO₂-Partialdruck in den Kulturgefäßen beeinträchtigt das Wurzelwachstum nicht. Die Wurzeln nehmen beide Aminosäuren schnell aus den Lösungen auf, und zwar Glycin schneller als Methionin. Einen großen Teil der¹⁴C-Glycin-Radioaktivität scheiden die Wurzeln als¹⁴CO₂ wieder aus. Die Intensität der¹⁴CO₂-Bildung an aufeinanderfolgenden Tagen ändert sich in gleicher Weise wie die Radioaktivität des pool der löslichen Substanzen. Erbsenwurzeln bilden wie viele andere pflanzliche Gewebe aus 1-¹⁴C-Glycin hauptsächlich¹⁴C-Serin. Daneben wurde ein Teil der Radioaktivität aus dem 1-¹⁴C-Glycin auch in anderen Substanzen vorgefunden.³⁵S-Methionin oxydieren die Wurzeln, vielleicht durch physiologische Vorgänge, zu Methioninsulfon und Methioninsulfoxid. Aus den täglichen Änderungen der gemessenen Radioaktivität und der spezifischen Aktivität im pool der löslichen Substanzen und im Protein kann geschlossen werden, daß die Änderungen der Wachstumsintensität, welche die Wurzeln in den ersten Tagen nach der Isolierung vom Keimling erfahren, von Veränderungen der Intensität der Protein-Bildung oder des Protein-Stoffwechsels begleitet sind.

Summary

Excised roots of pea seedlings were cultivated in nutrient solution according to Bonner and Addicott additionally containing 1-¹⁴C-glycine or³⁵S-methionine, respectively. The diminution of radioactivity in the culture medium, the radioactivity of CO₂-output, that of the pool of ethanol-soluble substances and that of protein were estimated during subsequent days of culture. The growth of pea roots is not diminished by amount and radioactivity involved of glycine used in experiments. But it was inhibited byβ-radiation of such concentrations of³⁵S-methionine which does not markedly influence root growth in unlabelled state. Root growth is not affected by CO₂ partial pressure present in the culture flasks. Roots take up both amino acids rapidly, glycine more quickly than methionine. A great part of the¹⁴C-radioactivity of glycine roots do put out as¹⁴CO₂. The intensity of this output shows variations during subsequent days in the same manner as the radioactivity of the pool of soluble substances. From 1-¹⁴C-glycine pea roots synthesize mainly¹⁴C-serine as known from many other plant tissues. Besides some radioactivity originating from 1-¹⁴C-glycine is also found in other substances. Perhaps by physiological pathway pea roots oxidize methionine to methioninesulfone and methionine-sulfoxide. The daily variation of radioactivity and specific activity of the pool of soluble substances and of protein allow the conclusion that changes in growth intensity, which occur during the first days after isolation of roots from seedling, are accompanied by variations of intensity of protein synthesis or protein metabolism.

Краткое содержание

Корешки гороха культивировались в питательном растворе Боннера и Эддикота с прибавлением 1-¹⁴С-глицина или³⁵S-метионина. Ежедневно определялись: ослабление радиоактивности в питательном растворе, радиоактивность выделенного CO₂, радиоактивность комплекса веществ растворимых в спирту и радиоактивность протеина. Глицин в применяемых дозах и с данной силой радиоактивности не оказывал отрицательного влияния на рост корешков; но метионин, благодаря своему β-излучению, угнетает рост корней в дозах, которые в неактивной форме не оказывали тормозящего действия. Давление CO₂, наблюдавшееся в опытных сосудах, не угнетало корневой рост. Корешки быстро поглощают обе аминокислоты из раствора, причем глицин быстрее, чем метионин. Значительная часть радиоактивности глицина выделяется корешками в виде¹⁴CO₂. Интенсивность образования¹⁴CO₂ изменяется ежедневно так же, как и у комплекса растворимых веществ. Корешки гороха, как и многие другие ткани растений, образуют из 1-¹⁴С-глицина главным образом¹⁴С-серин. Часть радиоактивности глицина находится также и в других веществах. Корешки окисляют метионин, может быть физиологическим путем, до метионинсульфона и метионинсульфоксида. По данным ежедневных изменений измеряемой радиоактивности, специфической активности в комплексе растворимых веществ и в протеине можно сделать заключение о том, что изменения интенсивности роста, которые корешки испытывают в первые дни после изоляции, сопровождаются изменением интенсивности образования протеина или протеинного обмена.