ISSN:
1432-072X
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Biology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Die Thylakoidmembranen von Rhodopseudomonas spheroides erscheinen nach Negativkontrastierung in Profilstellung etwa 40 Å dick. Die aus der Schattenlänge ermittelte Dicke von angetrockneten unfixierten Thylakoiden betrug 81±1 Å, woraus sich ebenfalls eine Dicke der Thylakoidmembran von 40 Å ergibt. Die Proteinschicht besitzt anscheinend eine locker gebaute Mittelzone, in die sich Kontrastierungsmittel einlagern kann. Da diese Strukturen sich bei Behandlung mit Chloroform nicht merklich verändern und da Thylakoide 53% Proteine enthalten, besteht die fragliche Schicht ganz oder vorwiegend aus Proteinen. Die Proteinschicht besteht, wie die Elektrophorese in Polyacrylamidgel zeigt, aus verschiedenen Proteinen. Die Bestimmung der Gestalt und Größe der Proteinmoleküle in Lösung stößt wegen ihrer Neigung zu Aggregation auf Schwierigkeiten. Die Proteinmoleküle sollten wegen der gleichmäßigen Dicke der Proteinschicht wenigstens in einer Dimension eine Größe von 40 Å haben. Die Lipide lassen sich in den Thylakoiden nur abbilden, wenn gewisse Präparations-und Aufnahmebedingungen eingehalten werden. In negativ-kontrastierten Präparaten treten sie nach Fixierung mit Osmiumtetroxid- oder Glutardialdehydlösung gelegentlich in Form von Myelinfiguren in Erscheinung. Aufnahmen von gefriergetrockneten Thylakoiden zeigen nach Behandlung mit Osmiumtetroxiddämpfen eine schwächer kontrastierte Außenschicht und eine stärker kontrastierte Zone im Inneren. Da die Lipide etwa doppelt so viel Kontrastierungsmittel binden wie die Proteine, enthält die stärker kontrastierte Zone die Lipide. Die Dicke von angetrockneten Thylakoiden, die aus fixierten Zellen isoliert worden waren, betrug 158±2 Å. Aus diesen Befunden läßt sich ableiten, daß die Thylakoidmembran aus einer etwa 40 Å dicken monomolekularen Proteinschicht und einer etwa gleich dicken Lipidschicht besteht, die im Innern des Thylakoids lokalisiert ist. Nur in seltenen Fällen gelang es, diese Anordnung von Proteinen und Lipiden in Thylakoiden abzubilden, die fixiert, negativkontrastiert und zusätzlich schräg bedampft worden waren. Zur Erklärung der Labilität der Lipide in der wasserfreien Thylakoidmembran wird angenommen, daß an der Stabilisierung des Lipoproteinsystems hydrophobe Wechselwirkungen zwischen den hydrophoben Teilen der Lipidmoleküle und den apolaren Aminosäureresten der Proteine beteiligt sind.
Notes:
Summary After negative staining, the thylakoid membranes of Rhodopseudomonas spheroides appear to be approximately 40 Å thick. The medium thickness of dired, unfixed thylakoids in obliquely shadow cast specimens is 81±1 Å which was calculated from the length of the shadow. This also indicates a thickness of 40 Å for the thylakoid membrane. Since there is no structural alteration following treatment with chloroform and since thylakoids contain 53% protein, it is concluded that the layer seen in unfixed and negatively stained preparations principally consists of protein. It would appear that the protein layer has a middle zone of less dense material in which the staining substances can be incorporated. Electrophoretic studies in polyacrylamide gel indicates that the protein layer consists of different proteins. Because the protein molecules tend to aggregate, it is difficult to determine their shape and size. At least one dimension of these protein molecules cannot exceed 40 Å, since the protein membrane has a uniform thickness. In thylakoids, lipids can only be seen when certain preparation and electron microscopic conditions are observed. In negatively stained specimens, the lipids sometimes appear as myelin figures after fixation with osmium tetroxide solution or glutaraldehyde. Lyophilized thylakoids, fixed with osmium tetroxide vapor, show an outer layer of less contrast and a stronger contrasted middle zone. The latter one contains the lipids since the lipids bind approximately twice as much staining material as proteins. When thylakoids were isolated from prefixed cells and shadowed, a thickness of 158±2 Å was determined. It is concluded, therefore, that the thylakoid membrane of Rhodopseudomonas spheroides consists of a monomolecular protein layer of about 40 Å and a lipid layer of approximately the same thickness which is located inside the thylakoid. Only when thylakoids were fixed, negatively stained and — in addition — obliquely shadow cast, the proposed arrangement of proteins and lipids could occasionally be seen simultaneously. It would appear that hydrophobic interactions between hydrophobic parts of the lipid molecule and the apolar amino acid residues of the proteins are important to stabilize the lipoprotein system of the thylakoid. This could account for the extreme lability of the lipids in water-free preparations and the difficulty to locate them properly within the thylakoid membrane.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00412870
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