Zeitschrift für Naturforschung / B / 13 (1958) - ZfN - Max

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M. LE IN ER
Variable katalytische Aktivität
des Fermentes Kohlensäure^Anhydratase (KA) durch Umgebungseinflüsse
Von M.
L einer
Aus der tier- und zellphysiologischen Abteilung am chemischen Institut der Universität Mainz
(Z. Naturforschg. 13 b, 242— 250 [1958] ; ein gegan gen am 9. Januar 1958)
Herrn Professor Dr.
K arl L ohmann
zum 60. Geburtstag
Die katalytische Aktivität stark verdünnter (1 : 10 000 bis 50 000) wässeriger Lösungen (einfach
dest. Wasser) des Fermentes Kohlensäure-Anhydratase (KA) aus Rinderblut ist stark vom pjj des
Wassers abhängig. Schon im ungepufferten dest. Wasser mit einem p\i von etwa 5,5 ist die Wirksam­
keit geringer als im neutralisierten dest. Wasser. Wenn man den pH-Wert des Wassers auf etwa 4,8
erniedrigt und die Fermentlösung mit diesem pn kurze Zeit stehen läßt, ist die Lösung vollständig
inaktiv. Nach dem Neutralisieren dauert es viele Min. bis einige Stdn., bis die volle Aktivität wieder
hergestellt ist. Dagegen tritt die Verminderung der Aktivität bzw. die Inaktivierung ziemlich schnell
ein, gleich nach der Herabsetzung des pn-Wertes. Je nach dem pn-Wert (ausprobiert ph 3,5 —5,4)
und der Länge der Einwirkung des erniedrigten pH-Wertes (0,5 Stdn. bis 1 Tag) hat die Inaktivie­
rung der KA verschiedene Grade, die durch Neutralisierung verschieden stark und nach verschiedener
Zeitdauer reaktiviert werden können. Wenn die Neutralisierung durch NaOH nur noch geringen
Erfolg hat oder überhaupt keine Reaktivierung mehr eintritt, wird die volle oder eine weitgehende
Reaktivierung noch durch Zusatz von Histamin bewirkt. In geringerem Maße reaktivieren auch Histi­
din, Glutaminsäure u. a. Verbindungen. Pepton reaktiviert unter den gewählten Bedingung nicht, es
verhindert sogar die Reaktivierung durch Histamin. Pepton stabilisiert die Faltung der Fermentmoll,
bei verschiedenen Gelegenheiten, auch die des inaktiven Moleküls. Histamin, Histidin, Glutathion,
Cystein u. a. Komplexbildner mit Schwermetall-Ionen schützen die KA.-Moll. vor hemmenden Metall­
spuren.
1.
V on den beiden wichtigsten G ruppen o rg a n i­ G alaktosidase-A ktivität, wenn er die Coli-Zellen
scher V erbindungen in der Zelle w irken die fü r die
lysierte. Nach F r a s e r und K a p l a n 5 ist die große Z u­
V ererbung verantw ortlichen N ucleinsäuren vielleicht
nahm e der K atalase-A ktivität nach Behandlung von
n u r durch die A nordnung ih rer Bausteine, d er M ono­ H efezellen m it CHC13 , UV-Licht und n-Propanol be­
nucleotide, w ährend die katalytisch w irksam en E i­ gleitet von bedeutungsvollen V eränderungen in den
w eißarten auch noch durch ihre spezifische F altu n g
kinetischen Eigenschaften, den therm odynam ischen
und in V erbindung m it anderen organischen und
K onstanten. Nach den A utoren sind die gefundenen
anorganischen V erbindungen in das Zellgeschehen
D aten in Ü bereinstim m ung m it der „in terfac ial“ eingreifen. Bei der U ntersuchung des /?-Galaktosid
H ypothese. D iese besagt, daß das Ferm ent in der Zelle
spaltenden F erm entes in Escherichia coli stellte
ad so rb iert ist an eine „Zwischenschicht“ in einer teil­
weise ungefalteten (aber reversiblen) K onfiguration
L e d e r b e r g 1 fest, daß die A ktivität des Enzym es
von relativ n ied rig er Spezifität. W enn dies richtig sein
ganz verschieden groß w ar, je nachdem er lebende
sollte, könnte die Zunahm e der A ktivität des F e r­
Zellen o der zellfreie E xtrak te prüfte. Im ersten Falle
m entes nach d er E x trak tio n aus der Zelle in seiner
bekam er eine A ktivität von 15 — 14 — 6,4 kolorim etrische Einheiten, im zweiten Falle 136 — 297 — L oslösung von d er Zwischenschicht und in seinem
Ü bergang in eine stark gefaltete oder aufgerollte,
3 0 0 E inheiten pro m g Trockenzellen, also eine 10bis 50fache Zunahm e der A ktivität nach der A uf­ lösliche hochspezifische K onfiguration bestehen.
Bei der KA im V ogelblut beobachteten K a u t h und
lösung d er Zellen. Ä hnliche Beobachtungen m achten
L e i n e r eine sehr langsam e starke A ktivitätssteige­
H a l v o r s o n und S p i e g e l m a n 2, K o p p e l , P o r t e r und
ru n g nach dem Lysieren der Zellen m it dest. W asser
C r o c k e r 3 und andere.
(A bb. 1 ). D ie A ktivitätszunahm e erreichte ih ren
D ie letzteren A utoren stellten fest, daß die A kti­
H öh ep u n k t bei B enutzung von gewaschenen E ry th ro ­
vität der /?-Galaktosidase in E. coli 10-m al so groß
zyten u n d 0 ° nach etwa 2 0 0 Stdn. und bei V er­
w ar, wenn sie die Zellen durch Phagen lysierten oder
w endung des ganzen Blutes und bei 0 ° nach etwa
m it Toluol behandelten, B e n z e r 4 erhielt eine 20-fache
1 J.
J. Bacteriol. 60, 381 [1950].
J. Bacteriol. 64, 207 [1952].
3 J. L . K o p p e l , C . J. P o r t e r u . B. F. C r o c k e r . J. gen. Physiol.
36. 703 [1953],
L ederberg,
2 H . H a l v o r s o n u . S . S p ie g e l m a n ,
Biochim. biophysica Acta [Amsterdam] 11, 583
[1953],
5 M. J. F r a s e r u . J. G. K a p l a n . J. gen. Physiol. 38. 515
[1955],
4 S. B enzer.
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K ATAL YTISCH E A K TIVIT ÄT DES FER M E N TES K O H L E N S Ä U R E -A N H Y D R A T A S E
243
aktive Eiw eißstoffe, durch P ep to n e und andere g ro ß ­
m olekulare V erbindungen ohne E iw eißcharakter.
D ie O berflächen solcher M oll, w ären also das G egen­
teil der „in terfac es“ . M an stellt sich vor, daß viele
dieser Stabilisator-M oll, ein F erm entm ol. so u m ­
hüllen, daß die F altu n g fixiert bleibt trotz an d erer
entfaltend w irkender U m gebungseinflüsse, vielleicht
dadurch, daß sich Teile der S tabilisatorm oll, in die
Falten des Ferm entm ol. legen ( ? ) .
Für die KA beschrieben S c o t t und M endive 6,
und F ish e r 7, L e in e r 8, C l a r k und P errin 9
u. a. ein e derartige stab ilisieren d e W irkung von
P epton und g ew issen E iw eißarten. D ie spezifische
Faltung der K A -M oll. könne schon beschädigt oder
zerstört werden durch starke V erdünnung der KA
und durch kurzdauerndes leichtes Schütteln der
L ösung, w enn nicht gen ü gen d oder überhaupt keine
Stabilisatorm oll, vorhanden seien . M an em pfahl so ­
gar, die K A im m er m it einem m axim al sta b ilisieren ­
den P eptonzusatz zu untersuchen. D ie stab ilisieren d e
W irkung des P ep ton s auf die KA in vitro ist durch
viele E xperim ente gesichert, und sie wird in diesem
A ufsatz noch einm al anschaulich dem onstriert w er­
den (A bb. 3 und 4 ) .
S cott
Abb. 1. Die Zunahme der katalytischen Aktivität der KA im
lysierten Taubenblut im Verlauf von 500 Stdn. bei 0° und
22° C. Defibriniertes Taubenblut und mit physiol. Kochsalz­
lösung gewaschene Erythrocyten. auf das Blutvolumen aufgefüllt, wurden mit einfach dest. Wasser lysiert und zur Mes­
sung 1 : 50 verdünnt. Bestimmung der KA-Aktivität mit dem
B r i n k m a n sehen Y-Röhrchen. Kurven 1 und 2: Erythrocytenlösung bei 0° und 22° C gehalten. Kurven 1' und 2':
Blutlösung bei 0° und 22° C aufbewahrt. Nach K a u t h und
L e in e r .
40 0 Stdn. um dann längere Zeit erhalten zu bleiben.
(U n ter den gleichen B edingungen w ar die A ktivitäts­
zunahm e des lysierten S äugetierblutes viel geringer.)
A u d i bei der langsam en A ktivitätszunahm e der
Vogelblut-K A könnte m an m it d er ZwischenschichtH ypothese o p erieren : Die KA-Moll. lösen sich nu r
sehr langsam von der frem den entfaltend w irkenden
O berfläche und erh alten dann auch ganz allm ählich
in m ehreren Zw ischenstufen ih re hochspezifische
F altu n g . U nten w ird aber auch noch eine ganz an ­
dere E rk läru n g diskutiert.
M itu nter ist m an auch geneigt, von einer V er­
än d eru n g der hochspezifischen M ol.-Faltung in eine
w eniger w irksam e zu reden, w enn in F erm entextrak­
ten eine geringere katalytische A ktivität gem essen
w ird als in vivo. H äufig w ird ab er auch in der
L ite ra tu r angegeben, daß die in vitro bestehende
hochspezifische F altu n g katalytisch aktiver E iw eiß­
arten stabilisiert w erden könnte durch andere nicht
6 D. A. S c o t t u . J. R. M e n d i v e , J. biol. Chemistry 139, 661
[1941],
' D. A. S c o t t u. A. M . F i s c h e r . J. biol. Chemistry 144, 371
[1942].
8 M. L e i n e r , Naturwissenschaften 30, 241 [1942],
9 A. M. C l a r k u . D. D. P e r r i n , Biochem. J. 48, 495 [1951].
10 D. A. S c o t t u . J. R. M e n d iv e . J. biol. Chemistry 140, 445
[1941],
11 L . G o r i n i u . J. L a b u e s s e , Biochim. biophysica Acta [Am­
sterdam] 13, 291 [1954],
12 H. v. E u l e r u . O. S v a n b e r g . Fermentforschung 3, 330, 4.
29. 142 [1921].
Vielleicht w ird die spezifische F altu n g von F e r­
m entm oll. häufig auch beeinflußt durch V erän d e ru n ­
gen der H -Ionenkonzentration in d er Ferm entlösung.
Viele A ktivitäts-pn-K urven lassen eine solche D eu­
tung durchaus zu. Jedenfalls w ird h ier im F alle der
KA eine d erartig e A b hängigkeit als die w ahrschein­
lichste D eutung geschildert (s. auch 1. c . 10).
Die allgem ein bekannte u n d im m er w ieder u n te r­
suchte A bhängigkeit der F erm en tak tiv ität von der
Ionenstärke in d er L ösung (s. z. B. I.e . n ) u n d d er
A nw esenheit von bestim m ten M etallionen h at viel­
leicht m anchm al auch etwas m it der H erstellung o der
V ernichtung der spezifischen F altu n g zu tun, in v ie­
len anderen Fällen w irken diese Ionen ab er wohl
in an d erer W eise. Im F alle der KA hem m t nach
m ehreren A utoren (s. 1. c . 18) die A nw esenheit von
Gold-, Silber-, Q u eck silb er(2 )-, K u p fe r(2 )-, Zink13 H. v.
E u ler u . K . M y rbäck,
Ber. dtsch. chem. Ges. 55, 3583
[1922],
14
K . M y rb ä c k ,
Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chem. 1 5 8 . 1 6 0
[1926],
15 H. v. E u l e r , Angew. Chem. 45, 2 2 0 [ 1 9 3 2 ] .
16 M . L e i n e r . D. S c h m i d t u . D. K l a w o n n , Biol. Zbl. 64. 3 2 4
[1944].
17
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J.
V irta n e n
u.
S . A lo n e n ,
Acta chem. scand. 6, 6 5 4
[1952],
18 F. J. W. R o u g h t o n u. A . M. C l a r k in: Sumner, Myrbäck
„Enzymes“ I. 1 2 5 0 ( 1 9 5 0 / 5 1 ) .
244
M. LE INER
und Blei-Ionen die K atalyse m ehr oder w eniger
stark. M an w ird an die U ntersuchungen von v. E u l e r
und M itarb. (s. 1. c. 12_15) erin n ert, die eine H em ­
m ung der C arbohydrasen m it den gleichen Schwerm etallionen beschrieben. A ber sicherlich w irken diese
Ionen nicht alle in der gleichen W eise hem m end. Zum
Beispiel könnte m an sich vorstellen, daß Gold- und
Silber-Ionen durch O xydoreduktion hem m en, andere
durch S alzbildung und w ieder andere durch kom ple­
xen E inbau in das Ferm entm olekül. D am it könnte
natürlich m anchm al auch eine F altungsänderung ver­
bunden sein. A uf jeden Fall ist das M ilieu der F e r­
m ente in der Zelle nicht absolut frei von diesen Ionen,
so daß m an nicht n u r in vitro m it solchen W irkungen
rechnen m uß.
deutungsvollsten, die den physiologischen B edingun­
gen am nächsten kommen o der das V erhalten der KA
in vivo am besten erklären. Im tierischen K ö rp er be­
findet sich z. B. kein elektrolytfreies W asser.
Eine zweite U nsicherheit brachte das zeitliche M o­
ment. Manche A ktiv itätsän d eru n g en verlaufen bei
der KA wie bei gew issen an d eren Ferm enten e r­
staunlich langsam , z. B. die H em m ung d er KA durch
manche Schw erm etallspuren, die H em m ung durch
den In h ib ito r im Serum des Schafblutes 16 und die
R eaktivierung einer durch p n -E rn ied rig u n g in a k ti­
vierten Ferm entlösung (A bb. 2 b ). W enn m an nicht
abw artet, bis die W irk u n g ein getreten ist, was oft
viele Stdn. dauert, kann m an natürlich nichts fest­
stellen. D er dem Chem iker ganz ungew ohnte lan g ­
2.
B ei der exp erim en tellen U ntersuchung der KA sam e V erlauf m ancher V erän d eru n g en der F erm en t­
in vitro hat die A n w esen h eit von eventuell hem m en­ aktivität durch M ilieueinflüsse ist ja charakteristisch
den Schw erm etallspuren im einfach dest., aber auch
fü r manche Seiten der L ebensvorgänge. D iese E igen­
im besser gereinigten W asser, ein e gew isse U nsicher­
schaft. fern er die nichtm utative und m utative enzy­
heit gestiftet. M anche A utoren ( L e i n e r und L e i n e r ,
matische A daptation und m anche bei M angelzustän­
M a i n e und L o c k e , V an G o o r , B akker , S c o t t und
den vor sich gehende Stoffw echseländerungen (s.
M e n d i v e , K iese u . a.) bezeichneten gew isse K om p lex­
z. B. 1. c . 17) , verleihen den lebendigen System en die
bildner m it diesen Schw erm etallionen (z. B . H istam in,
bekannte erstaunliche P lastizität. D iese h än g t also
H istid in , G lutam insäure, C ystein, G lutathion als „A k­
wohl zum Teil von den Eigenschaften der katalytisch
tivatoren “ der K A , andere (z. B . R o u g h t o n , R o u g h aktiven E iw eißarten m it ih ren m annigfaltigen F al­
tungen ab.
t o n und B o o t h , C lark und P errin , K eilin u . a) waren
der M einung, es handle sich höchstens um schwache
3.
In dest. (auch bi- oder tridest.) W asser, das be­
Stabilisatoren, so w eit die A ngaben nicht auf m angel­
kanntlich ein pH zwischen 5 und 6 h at, ist gelöstes
hafte U ntersuchungsm ethoden zurückzuführen seien.
Ferm ent (K onzentration 2 — 5 mg-%) im m er g erin ­
D ie m eisten der angegebenen V erbindungen seien
ger katalytisch w irksam als die gleich konzentrierte
Lösung in m it NaO H neutralisiertem dest. W asser
völlig w irkungslos. Pepton überrage bei w eitem alle
anderen, z. B . G lutathion, in der stabilisierenden W ir­
(Tab. 1 ). Die benützten K A -P räp arate w aren kurz
kung. D ie sogen an n ten A k tivieru n gen der KA seien
vor den Versuchen hergestellt w orden. 0,05 cm:i
nichts anderes als ein e reversible W iederherstellung
Ferm entlösung (1,6 y Ferm ent-T rockenpulver) zu
der A ktivität, welche verloren g egan gen sei durch
1,25 cm:i Reaktionsflüssigkeit (0,65 cm 3 ;”/10-C itratpuffer p If 5,36 und 0,60 cm 3 ,rt/1 5-N atrium hydrogenA dsorption an „ in terfa ces“ oder durch die W irkung
von Spuren anw esender H em m stoffe. E in es der Ziele
carb o n at/N atriu m carb o n at-P u ffer pn ~ 8,8. T em pe­
dieses A ufsatzes ist, zur A u fklärung dieses F ragen ­
ra tu r 0 C. Das Gleichgewicht der R eaktion liegt bei
Ph 7,0. Die F erm entlösung kom m t wie bei allen hier
kom plexes beizutragen. Jene M essungen sind am b e­
Lösungs­
flüssig­
keit
dest.
Wasser
pH ~ 5,4
destill. Wasser
m it N aO H auf
P yl
gebracht
destill. Wasser m it 5 0 7
Pepton pro 0,05 cm3,
durch NaOH auf
7,0
gebracht
dest. W asser m it w»/176—
H istam in, neutralisiert
m it NaOH
der Fer­
m entlösung
5,4
(ungepuffert)
7,0
7,0
7,0
A ■ 103
1650
206Ö
2110
2145
Tab. 1. Die katalytische Aktivität von KA (3,2 mg-.«) aus Rinderblut, gelöst in dest. Wasser ohne und mit Neutralisierung.
Aktivitätsmessung mit der modifizierten Manometer-Apparatur von M e l d r u m und R o u g h t o n .
K A TA L Y TIS C H E A K TIVIT ÄT DES F ER M E N TES K O H L E N SÄ U R E -A N H Y D R A T A S E
245
m itgeteilten M essungen zum basischen Puffer. Berech­
nung der katalytischen A ktivität (A ) nach:
A = 2.3 log [ [a — b) — (a — b') J usw.,
wobei a, b, c usw. und a , b ', c usw. die in A bstän­
den von 10 Sek. erm ittelten aufeinanderfolgenden
A blesungszahlen d er katalysierten und nicht-katalysierten R eaktionen bedeuten. F ü r alle Lösungen ist
einfach dest. W asser benützt w orden.
W enn m an zu dem dest. W asser noch Pepton oder
H istam in, H istidin, G lutam insäure, Cystein, G luta­
thion. H istidyl-histidin, Glycyl-glycin, Leucyl-glycylglycin, G lycyl-tyrosin u. a. ähnliche V erbindungen
hinzusetzt und d ara u f w ieder neutralisiert, dann ist
die A ktivität der K A -Lösung noch etwas w eiter ge­
steigert. M an m uß allerdings, wie bei allen V er­
suchen m it diesen V erbindungen, die K onzentration
so w ählen, daß 10 000 —50 000 Moll, auf ein F e r­
m entm ol. kom m en, das ist die gleiche K onzentration,
die auch fü r S ulfonam ide notw endig ist, um eine
vollständige H em m ung der K A -K atalyse zu erzielen.
Bei V erw endung von P epton kom m en einige hun­
dert Moll, auf 1 Ferm entm olekül. Aus vielen frü h e­
ren Versuchen von uns und anderen und aus M it­
teilungen in diesem A ufsatz geht hervor, daß der
P eptonzusatz das F erm entm ol. stabilisiert, es schützt
vor F altungsveränderungen, wie sie durch starke
V erdünnung, Schütteln und Elektrolytzusätze zu­
stande kom m en können. Gewisse E iw eißarten und
P eptide haben dieselbe W irkung. D agegen erhöhen
H istam in, H istidin, Cystein, G lutathion, G lutam in­
säu re u. a. die A ktivität von F erm entlösungen des in
d er Tabelle benützten F erm en tp räp arates nicht m ehr
ü ber die A ktivität in neutralisiertem dest. W asser,
wenn bi- oder tridest. W asser verw endet w ird. D er
W ert A ’ 103 m it P epton w ar z .B . 2185, der m it
H istam in 2 065. D iese V erbindungen „aktivieren“
darnach bei d er gew ählten V ersuchsanordnung und
dem benützten F erm en tp rä p arat hauptsächlich wohl
dadurch, daß sie als K om plexbildner dem Ferm ent
die hem m enden S chw erm etallspuren fernhalten oder
entziehen.
W enn m an die H -Ionenkonzentration einer KAL ösung in dest. W asser in der h ier benützten K on­
zentration v erg rö ß ert von p H ~ 5,4 auf pu 5.0 —3.5,
dann sinkt die katalytische A ktivität ziemlich rasch
ab. Bei einer K A -K onzentration von 20 —48 y pro
cm 3 und einem p TI von 4.8 —4.5 ist die Lösung in
kurzer Zeit vollständig inaktiv. N eutralisiert m an
die L ösung nach 30 M in. bis 3 Stdn. m it NaOH. so
Abb. 2 a. Reaktivierung einer mit dest. Wasser von pn ~ 5,4
angesetzten Fermentlösung (2,4 y in 0,05 cm3). 7 Tage spä­
ter mit HCl auf pH 4,8 herabgesetzt. 30 Min. später wurde
die Lösung mit dest. Wasser 1 : 1 verdünnt Und mit NaOH
auf pH 7 gebracht. Die katalytische Aktivität wurde in
4 Stdn. 4-mal gemessen. Kurve a : Reaktivierungskurve.
Kurve b: Nicht katalytisch beschleunigte Reaktion und Reak­
tion der Fermentlösung unmittelbar vor der Neutralisierung.
Meßmethode: s. Tab. Berechnung der Aktivität (A) nach:
A = \ ( a — b) — (a' — b' ) ], wobei a, b, c usw. und a', b', c
usw. die Ablesungswerte in cm mit und ohne Ferment
bedeuten.
Abb. 2 b. Reaktivierung mittels Neutralisieren von Ferment­
lösungen, die durch pH-Emiedrigung inaktiviert waren.
Kurve a : Fermentlösung (2,4 y Ferment in 0,05 cm3) in
dest. Wasser, das mit HCl auf pn 4,2 titriert war, 30 Min.
gestanden, dann mit dest. Wasser 1 : 1 verdünnt und mit
NaOH auf p h 7,0 gebracht. Kurve b: Fermentlösung (2,4 y
Ferment in 0,05 ccm) mit dest. Wasser hergestellt, das mit
HCl auf pn 4,8 gebracht war. Nach 21 Stdn. wurde die Lö­
sung 1 : 1 verdünnt mit dest. Wasser und dann mit NaOH
neutralisiert. Kurve c: Reaktivierung einer mit dest. Wasser
angesetzten Fermentlösung (2,4 y Ferment in 0,05 cm3), die
mittels HCl auf pn 4.2 titriert war. Nach 20,5 Stdn. wurde
sie mit dest. Wasser 1 : 1 verdünnt und mit NaOH neutrali­
siert. Kurve d: 1,2 y Fermentpulver pro 0,05 cm3 dest. Was­
ser (aus einer älteren 1-proz. Fermentlösung). Das dest. Was­
ser hatte ein pn von 4,0 (mit HCl titriert). Nach 1-stdg.
Stehen neutralisieren mit NaOH. Kurve e: Reaktion der
Fermentlösung (2,4 y Ferment in 0,05 cm3) von pn 4,8.
Nach 1-stdg. Stehen 1 : 1 mit dest. Wasser verdünnt und
die Aktivität gemessen. Kurve f : Aktivität einer Ferment­
lösung ( 1,2 y Ferment in 0,05 ccm) mit dest. Wasser vom
PH ~ 5,4 hergestellt. 1 Stde. nach der Auflösung gemessen.
246
M. LEIN ER
w ird im V erlaufe einiger Stdn. bis zu einem Tag die
A ktivität w ieder vollständig zurückgew onnen bis zur
H öhe einer F erm entlösung in n eutralisiertem dest.
W asser (A bb. 2 a und 2 b ) . Die R eaktivierung geht
also sehr langsam vor sich. In A bb. 2 a ist unter den
d o rt gew ählten B edingungen die R eaktivierung in
etwa 4 Stdn. beendigt. W ird die H -Ionenkonzentration noch w eiter erh ö h t (in Abb. 2 b, K urve a und c
au f ph 4,2, in K urve d auf pu 4 ,0 ), oder w artet m an
m it dem N eutralisieren viele Stdn. (A bb. 2 b, K urve
b ) , d an n d au ert die R eaktivierung noch länger und
geht oft nicht m ehr ganz bis zur H öhe der A ktivität
in n eutralisiertem dest. W asser (s. A bb. 2 b und
A bb. 3, K urve d ) . Bei einer E rn ied rig u n g des pnW ertes auf etwa 4 ,0 u n d w eniger (bis etwa 3,5)
erreicht die R eaktivierung durch N eutralisieren m it
N aO H allein nicht m ehr die A ktivität in nicht n eu ­
tralisiertem dest. W asser (pn ^ 5,4)
(A bb. 3,
K urve c ), m eist ist sie sehr viel g erin g e r oder ganz
unbedeutend. G eschw indigkeit und H öhe der R e­
ak tivierung sind abhän g ig a) von der H -Ionenkonzentration. b) von d er D auer des Einflusses der
verm ehrten H -Ionen, c) der K A -K onzentration.
d) dem A lter der F erm entlösung, e) von der T em ­
p era tu r und f) von dem Gehalt des dest. W assers an
Schw erm etallionen. D urch V ariieren dieser Größen
k ann m an alle G rade der R eaktivierbarkeit zustande
b ringen bis zum völligen U nverm ögen der N eutralisie­
ru n g m ittels N aO H , eine R eaktivierung zu bew irken.
A ber eine w eitgehende (Abb. 3. K urve b) oder
eine fast vollständige R eaktivierung kann m an dann
noch erreichen durch Zusatz von H istam in und E in ­
stellung des N eutralpunktes. D iese R eaktivierung
geht m indestens bis zu je n er A ktivität, die m an m it
frisch hergestellten F erm entlösungen in gew öhn­
lichem dest. W asser m ißt (A bb. 4 ) . Ähnlich wie
H istam in, w eniger stark, reaktivieren H istidin und
H istidyl-histidin. E ine geringe W irk u n g hat auch
G lutam insäure und eine noch g eringere G lutathion,
w ährend Cystein w ahrscheinlich praktisch u nw irk ­
sam ist. Die H istam inw irkung in gleicher H öhe ist
auch vorhanden, wenn m an die K A -Lösung n u r bis
zu einem pu von 6.3 bis 6.8 titriert. (D ie durch das
N eu tralisieren bew irkte geringe w eitere V erdünnung
ist bei d er A usrechnung unberücksichtigt geblieben.)
P epton in einer K onzentration, die bei anderen
G elegenheiten m axim al stabilisiert (50 200 7 in
0.05 cm 3 K A -Lösung) reaktiviert nicht. Ja. bei stä r­
keren Inaktivierungsgraden hindert Pepton sogar
die R eaktivierung durch bloßes N eu tralisieren m it
NaOH (A bb. 3, Kurve f, A bb. 4, K urve b ) . P epton
stabilisiert also die F altu n g des aktiven F erm entes
und stab ilisiert in gleicher W eise die verän d erte
F altung des durch die V erm ehrung der H -Ionen
inaktiv gew ordenen Enzym s. P ep to n u. a. sind d a ­
h er sozusagen passive S tabilisatoren, w ährend
H istam in u. a. wohl als „a k tiv e“ R eaktivatoren be­
zeichnet w erden können. A llerdings ist noch nicht
sicher bekannt, w orin die W irkung von H istam in be­
steht. Die „stab ilisieren d en “ oder „ak tiv ieren d en “
W irkungen von H istam in und P epton sind also
verschieden. C l a r k und P e r r in 9 u n d m it ihnen auch
K eilin 9 und R o u g h t o n 18 fassen zu U nrecht beide
Stoffgruppen zusam m en u n ter der einheitlichen Be­
zeichnung „S ta b ilisato r“ , wobei sie H istam in sogar
als völlig bedeutungslos ansehen. Bei der h ier be­
handelten R eaktivierung ist P epton jedenfalls als
„A k tiv ato r“ ganz w irkungslos. W ahrscheinlich ist
dies auch der Fall bei an d eren G elegenheiten, deren
U ntersuchung noch nicht abgeschlossen ist. D ie „ p a s­
sive“ A rt zu stabilisieren zeigt P ep to n auch, wenn
m an es zusam m en m it H istam in zu einer in ak tiv ier­
ten KA-Lösung fügt (A bb. 3, K urve e A bb. 4,
Kurve c ) . N un kann H istam in nicht m ehr oder nicht
m ehr gut reaktivieren, entw eder deshalb, weil die
das Ferm entm ol. um hüllenden P eptonm oll, die
H istam inm oll, nicht hinzutreten lassen, oder weil
die K raft der Peptonm oll., die bestehende F altung
zu fixieren, g rö ß er ist als die K ra ft d er H jstam inmoll., die F altung des aktiven KA-Mol. w ieder h er­
zustellen ( ?) .
Nach Versuchen mit tridest. W asser ohne und mit
Zusatz von Schwermetallsalzen (m eist 1 0 ~ 6- bis
10~ 7-m.) und nach E lektrodialyse-V ersuchen sind
folgende V orstellungen über die W irksam keit von
H istam in begründet: W enn bei den M essungen
Schwerm etallionen soweit wie möglich verm ieden
werden, kann das durch E rh ö h u n g der H 6 -Konzen­
tration auf pu 3,5 —4,5 inaktivierte KA-Mol. in n e r­
halb von 30 —60 Min. durch bloßes N eutralisieren
ganz oder fast ganz reak tiv iert w erden. Die spezifi­
sche hoch aktive F altung ist unter diesen U m ständen
die bevorzugte, die „R u h elag e“ , zu der das Mol.
zurückstrebt, wenn es die A ußeneinflüsse zulassen.
Durch Zusatz von A m inosäuren, P eptiden, Peptonen
und Eiweißstoffen w ird diese R eaktivierung be­
schleunigt, z. T. wohl deshalb, weil diese Zusätze
dem KA-Mol. auch die letzten S puren von Schwer­
m etallionen fernhalten. Setzt m an gewisse Schwer­
m etallionen hinzu, z. B. Zn2®, so verzögert sich die
K ATALYTISCH E AKTIVIT ÄT DES F E R M E N T E S K O H L E N S Ä U R E -A N H Y D R A T A S E
Abb. 3. Reaktivierung einer stark verdünnten Fermentlösung
(1,2 y Ferment in 0,05 cm3), die mit dest. Wasser vom
PH 4,0 hergestellt war und nach 1 Stde. neutralisiert wurde.
Kurve a: Fermentlösung (1,2 7 Ferment in 0,05 cm3) mit
neutralisiertem dest. Wasser. Keine vorherige pH-Erniedrigung. Kurve b: Durch pH 4,0 inaktivierte Fermentlösung
auf pH 7,0 titriert nach Zusatz von (m/88) neutralisiertem
Histamin. Kurve c: Fermentpulver (1,2 y in 0,05 cm3) in
dest. Wasser von pH ~ 5,4 gelöst. Keine vorherige phErniedrigung. Kurve d : Inaktivierte Fermentlösung mit
NaOH neutralisiert. Kurve e: Inaktivierte Fermentlösung mit
NaOH neutralisiert nach Zusatz von neutralisiertem Histamin
( m / 88) und neutralisiertem Pepton (100 y in 0,05 cm3).
Kurve f: Inaktivierte Fermentlösung nach Peptonzusatz
(100 y in 0,05 ccm) neutralisiert. Berechnung wie in Abb. 2 a.
a
x
/
7 _
b
247
noch H istam in zu reaktivieren. P epton, Eiweiß, P ep ­
tide und die m eisten A m inosäuren sind w irkungs­
los. M an könnte sich vorstellen, daß manche Stellen
im KA-Mol. fü r K om plexbindung m it Schw erm etall­
ionen erst im sauren M ilieu entstehen, aber durch
das N eutralisieren w ieder rückgängig gemacht w er­
den. D iesen P rozeß könnten K om plexbildner m it
Schw erm etallionen beschleunigen. F ern er könnte
m an sich denken, daß die durch das saure M ilieu
verursachte verän d erte M olekülfaltung fixiert werde
durch die K om plexbindung m it Schw erm etallionen.
D iese F ix ieru n g könnte alle G rade von schwach bis
sehr stark haben. Es gibt z. B. S tadien des inaktiven
KA-M ol., bei denen n u r noch starke K om plexbild­
ner, vor allem H istam in, reaktivieren, der S tab ilisa­
to r P epton auch nicht. Jedoch hem m t Pepton die
R eaktivierung durch H istam in noch nicht. Dies tritt
erst bei dem nächsten v erstärkten F ix ierungsgrad
ein. Vielleicht p aß t zu dieser V orstellung, daß das
F erm ent beim E lektrodialysieren im schwach sauren
M ilieu dann in kurzer Zeit d en a tu riert und w asser­
unlöslich w ird, wenn m an m it tridest. W asser arb e i­
tet, w ährend bei V erw endung von einfach dest. W as­
ser unter den gleichen B edingungen keine D enatu­
rieru n g ein tritt. F ern er ist die R inderblut-K A bei
etwa n eu traler R eaktion gegen Schw erm etallspuren
sehr viel w eniger em pfindlich als bei einem pn von
4 —5. Zu dieser h ier skizzierten V orstellung paßt
allerdings nicht, daß H istid in sehr viel schwächer
als H istam in reak tiv iert und Cystein üb erh au p t nicht.
Reaktivierung durch bloßes Neutralisieren. Bei än­
dern Schwermetallionen hat bloßes Neutralisieren
nur noch eine geringe oder gar keine Wirkung, aber
viele Aminosäuren, Peptide, Peptone und Eiweiß­
arten erhöhen wesentlich die Reaktivierbarkeit. Bei
wieder ändern Schwermetallionen vermag fast nur
M an m uß bei diesen V ersuchsergebnissen an die
Rolle des H istam ins bei der M agenfunktionsprobe
bei subaciden und an acid en M agensäften denken.
D ie KA ist bekanntlich w esentlich bei der HC1P ro d u k tio n der Belegzellen der F u n d u sd rü sen des
M agens b e te ilig t19_25. D ie Insuffizienz dieser Zellen
bei der Achylie könnte d arin bestehen, daß die
HCl-Moll. teilw eise schon in n erh alb der Zell­
m em b ran entstehen, w odurch das sta rk sau re M ilieu
in den Zellen die K A in ak tiv ieren m üsse. H istam inIn jek tio n en zur U n terstü tzu n g des G astrins könnten
eine R eak tiv ieru n g d er Belegzellen-KA bew irken.
D ie langsam an steigenden A ciditätskurven des
M agensaftes kö n n ten d a fü r sprechen, daß auch n o r­
m alerw eise die KA in den Belegzellen von G astrin
19 R. E.
20 E. E.
24
0
5
10
15
20
Stdn.
25
Abb. 4. Reaktivierung mit Histamin einer stark verdünnten
Fermentlösung (1 ,2 y Ferment in 0 ,0 5 cm3), mit dest. Wasser
von pH 4 , 0 hergestellt. Nach 1,5 Stdn. wird die Lösung mit
NaOH neutralisiert. Kurve a: Zusatz von Histamin ( m / 8 8 ) .
Kurve b: Zusatz von Pepton (1 0 0 y in 0 , 0 5 cm3). Kurve c:
Zusatz von Pepton ( 1 0 0 y ) und Histamin ( m / 8 8 ) . Berech­
nung wie in Abb. 2 a.
D a v ie s,
C ran e,
4 3 ,3 2 1
21 R. E.
22 R. E.
Biochem. J. 4 2, 6 0 9 [ 1 9 4 8 ] ,
R. H. D a v i e s u . N. M. L o n g m u i r , Biochem. J.
[1948],
A. G. O g s t o n , Biochem. J. 4 6, 324 [ 1 9 5 0 ] .
Biol. Rev. Cambridge philos. Soc. 26 87
D a v ie s u .
D a v ie s,
[1951].
23 R. E . D a v ie s u . J. E d e l m a n , Biochem. J. 50, [1951].
H. W. D a v e n p o r t , J. Physiology 97, 32 [1939].
25 H. W. D a v e n p o r t , Amer. J. Physiol. 128. 725 [1 9 4 0 ] ; 129,
505 [1940].
248
M. LEIN ER
reaktiviert oder aktiviert w erden m üßte. Es w äre
sogar denkbar, daß bei der R egulierung der HC1P ro d u k tio n auch P epton und P ep tid e beteiligt sind,
im um gekehrten Sinne wie H istam in. D ie H y p er­
acid ität könnte entstehen durch eine zu weit gehende
A ktivierung oder R eaktivierung der Belegzellen-KA.
Die Insuffizienz bei der H Cl-A bscheidung durch die
F undusdrüsen des M agens hätte nach diesen Ü b er­
legungen also eine doppelte U rsache: V eränderung
der P erm eabilität der Z ellm em bran der Belegzellen
und S törungen in der B ildung des G astrins.
fertig t war. D er Druck (p) des im G asraum e r­
schienenen C 0 2 als F unktion der Zeit berechnete
sich also nach:
P = P o ( l — e ~ kt )
(p 0 = D ruck im Gleichgewicht, k = G eschw indigkeits­
konstante) .
Nach dieser Gleichung konnte die G eschw indigkeits­
konstante bestim m t bzw. durch die G raphik ge­
w onnen w erden.
Bei sehr raschen R eaktionen m ag die R eibung d er
S perrflüssigkeit (B r o d i e) in der M anom eterkapil­
4.
Die genauen m anom etrischen M essungen der lare störend auftreten. Auch ist dann die A blese­
R eaktion C 0 2 + H 20 ^ H 2C 0 3 sind nicht leicht a n ­ genauigkeit herabgesetzt. A ber auch wegen a n d e re r
zustellen. Zum Beispiel entstehen in dem hauptsäch­ E rw ägungen und N otw endigkeiten w urden n u r
lich in F rage kom m enden M eßbereich pn 6 —8 durch
kleine F erm entm engen benützt, welche die R eak tio n s­
ganz geringe V eränderungen des Gleichgewichts-pH
geschw indigkeit höchstens auf das dreifache b e­
ganz verschiedene C 0 2-M en g en 26. M an m uß d ah er
schleunigten. Die F o rd eru n g von C l a r k u n d P e r ­
bei je d er neuen V ersuchsserie den pn-W ert der R e­ r i n 9, m öglichst große F erm entm engen, K o n zen tra­
aktionsflüssigkeit am E nde der R eaktion prüfen.
tionen, die bis zum 700-fachen des u n k ataly sierten
Die beiden R eaktionsflüssigkeiten (s. T ext der T ab.)
W ertes beschleunigen, zu verw enden, um die Verw urden so gew ählt, daß nach eingetretenem Gleich­ dünnungs- und S chütteldenaturierung und die S tö ­
gewicht ein Ph von 7 bei 0 ° erreicht w ar. D ie ge­ ru n g durch A dsorption an Zwischenschichten u n d
sam te im G asraum des M anom eters erschienene C 0 2- S puren von Hem m stoffen zu verm eiden, ist m it sehr
M enge m ußte ebenfalls in allen M essungen einer
schw ierigen und ungenauen M essungen und einem
S erie gleich sein. Alle Zusätze zu der basischen
V erzicht auf das S tudium aller Feinheiten der F e r­
Pufferlösung hatten einen pn-W ert von 7. Im
m enteigenschaften verbunden. Zum Beispiel h ätten
Zw eifelsfalle w urde durch B lindprobe festgestellt,
m it solchen M essungen die h ier besprochenen W ir­
daß die Zusätze die P ufferung und die C 0 2-Diffusion
kungen von Zusätzen zu der F erm entlösung nach d er
nicht oder nicht wesentlich beeinflußten. Bei E iw eiß­ p n -E rn ied rig u n g nicht gefunden w erden können.
zusätzen (au ß er dem F erm ent) w urde eine S pur
E inige der L iteraturhinw eise in C l a r k und P e r r i n
O ktylalkohol hinzugegeben. Z ur V erm eidung in te r­
(1 9 5 1 ) sind ungenau oder unrichtig.
m ediärer K arb am atb ild u n g w urde n u r die D eh y d ra­
5. Die in Abb. 1 gezeigte langsam e Z unahm e der
tation gem essen. Z ur optim alen C 0 2-D iffusion w u r­ katalytischen A ktivität der KA innerhalb ein ig er
den kleine Flüssigkeitsm engen (im ganzen m eist
T age von V ogelblutlösungen (H uhn, T aube, G ans,
1,30 cm 3) und eine Schüttelgeschw indigkeit von
M ä u seb u ssard ), eine Zunahm e, die m an auch beim
1150 D oppelschw ingungen pro M in. gew ählt. Das
Blut und bei G ew ebeextrakten von R eptilien. A m ­
zweigeteilte M eßgefäße w ar m it G lasspirale oder m it
p h ib ien und Fischen finden kann, könnte, wie oben
angekittetem (Ciba-G laskitt) Polyäthylenschlauch an
S. 243 angedeutet, m it der Zwischenschicht-Hypothese
das M anom eter angeschlossen. Um der unverm eidli­ erk lä rt w erden. A ber folgende B eobachtungen
chen S chütteldenaturierung m öglichst zu entgehen,
machen eine andere E rk läru n g m indestens ebenso
w urden bei einem A bleseintervall von 10 Sek. meist
w ahrscheinlich: Frisch bereitete V ogelblutlösungen
n u r die ersten 4 A blesew erte zur B erechnung b e­ kann m an in der Regel stark „a k tiv ieren “ durch
nützt. Die im sem ilogarithm ischen K o o rd in ate n ­ Cystein. G lutathion und H istidin. D agegen ist P e p ­
system eingetragenen D ifferenzen von A blesew ert
ton vollständig w irkungslos (Abb. 5 ). Also k an n es
zu A blesew ert bildeten bei der nicht katalysierten
sich nicht um eine S tabilisierung handeln. D iese
R eaktion und den katalytisch w enig beschleunigten
„A k tiv ierb ark e it“ nim m t aber in dem M aße ab. wie
R eaktionen (s. Abb. 5 — 7) eine G erade, wodurch
die katalytische A ktivität der Blutlösung ohne Z u­
die B ehandlung der R eaktion als einer Gleich­ satz zunim m t. Nach einigen Tagen sind die g en a n n ­
gew ichtsreaktion vom m onom olekularen Typ gerechtten 3 K om plexbildner mit M etallionen in v e rd ü n n ­
ten L ösungen ziemlich unw irksam . D a m an mit-fi K. J. Favrhoi.t. J. Chim. physique 1924. 21.
KATA LYTI SCHE AK TIVIT ÄT DES F E R M E N T E S K O H L E N S Ä U R E -A N H Y D R A T A S E
Abb. 5. „Aktivierung“ von mit einfach dest. Wasser 100 : 1
lysiertem Hühnerblut durch Zusatz von neutralisiertem
Cystein und Neutralisierung der Blutlösung. „Nichtaktivie­
rung“ durch neutralisiertes Pepton. Die im semilogarithmischen Koordinatensystem eingetragenen Punkte sind die Dif­
ferenzen (A cm) der aufeinanderfolgenden manometrischen
Ablesungswerte in cm. Reaktionsflüssigkeiten: 0,6 cm3 m l 10Citratpuffer ph 5,36 und 0,6 cm3 m/15-Natriumhydrogencarbonat/Natriumcarbonat-Puffer pH ~ 8,8. Alle Zusätze je
0,05 cm3. Kurve 1: Blutlösung und Wasser. Kurve 2: Blut­
lösung und Pepton (100 y ) . Kurve 3: 2-mal 0,05 cm3 Wasser.
Nicht katalysierte Reaktion. Kurve 4: Pepton und Wasser.
Nicht katalysierte Reaktion. Kurve 5: Blutlösung und Cystein
(m./l58). Kurve 6 : Blutlösung, Cystein und Pepton. Kurve 7:
Blutlösung 50 : 1 und Cystein (m /158).
u n te r bei V erw endung von bidest. W asser eine ge­
rin g ere „A ktivierung“ m ißt, kom m t m an zur V er­
m utung, daß die „A ktivatoren“ in diesem Falle
w eitgehend als K om plexbildner w irken und das
F erm ent auch vor der H em m ung durch S puren von
Schw erm etallionen schützen. Durch A utolyse kö n n ­
ten in den Blutlösungen im V erlaufe einiger T age
K om plexbildner entstehen, die einen w eiteren Z u­
satz solcher V erbindungen überflüssig m achten ( ? ) .
C ystein. das bei den R eaktivierungsversuchen p ra k ­
tisch ebenso unw irksam w ar wie P epton, ist hier
ebenso w irksam wie H istidin. H istam in w ar bei ein ­
zelnen E xtrakten aus Fischkiemen und in Fisch- und
V ogelblutlösungen vollständig unw irksam , w ährend
Cystein und H istidin hoch w irksam w aren. Die hier
b ehandelte „A ktivierung“ m uß also etwas anderes
sein als die R eaktivierung von R inderblut-K A , die
durch niederen p H-Wert inaktiviert war.
Noch zwei w eitere Beobachtungen stützen die A uf­
fassung. daß die „A ktivatoren“ beim V ogelblut zum
g ro ß en Teil als K om plexbildner tätig sin d :
a)
D ie K om plexbildner D ithizon (D iphenylthiocarb azon) und K om plexan oder T rilon B (Ä thylen­
d iam intetraessigsaures N atrium ) „a k tiv ieren “ eben­
falls (A bb. 6 ).
249
Sekunden — ►
Abb. 6 . „Aktivierung“ eines mit 200 Gewichtsteilen dest.
Wasser hergestellten Extraktes aus der Forellen-Pseudobranchie durch Histidin, Dithizon und Komplexan (Trilon B ).
Versuchsanordnung wie Abb. 5. Zusätze je 0,05 cm3. Kurve 1:
Nichtkatalysierte Reaktion. Kurve 2: Pseudobranchien-Extrakt. Kurve 3: Pseudobranchien-Extrakt und Dithizon (etwa
50 y ) . Kurve 4: Pseudobranchien-Extrakt und Komplexan
(0,1-proz.). Kurve 5: Pseudobranchien-Extrakt und Histidin
(m /79).
Sekunden
Abb. 7. Hemmung der KA im Taubenblut (das Taubenblut
war mehrere Tage alt), mit dest. Wasser 50 : 1 lysiert,
durch Kupfer (2)- und Zink-Ionen. Reaktivierung durch
Cystein. Versuchsanordnung wie Abb. 5. Zusätze je 0,05 cm3,
auch Wasser. Kurve 1: Nichtkatalysierte Reaktion. Kurve 2:
Blutlösung mit 0,5-10_5-m. C uS04 . Kurve 3: Wie Kurve 2,
aber noch Zusatz von Cystein (m /79). Kurve 4: Blutlösung
mit 0,5 • 10- 5-m. ZnS04 .
b)
D urch Z usätze von Zink-. K u p fe r(2 )-, Queck­
s i l b e r ^ ) - und S ilbersalze in schwadien K onzentra­
tionen von 1CT6 bis 1 0 ~ 7-ra., auf die gesam te Re­
aktionsflüssigkeit berechnet, k ann eine kleinere oder
g rö ß ere V erm in d eru n g d er katalytischen A ktivität
250
KATALYTISCHE AKTIVITÄT DES FERMENTES KOHLENSÄURE-ANHYDRATASE
erreicht w erden, die durch H istidin, Cystein usw.
w ieder behoben werden kann (Abb. 7 ). Die M essun­
gen sind wegen der chemischen E igenschaften der ge­
n annten Schw erm etallionen schwierig anzustellen.
D enn im M anom eter kom m en sie ja m it dem Carbonat/H ydrogencarbonat-P uffer in B erührung. W ir lie­
ßen sie in der F erm entlösung, nicht n eu tralisiert, k ü r­
zere oder längere Zeit stehen, ehe w ir sie zur m an o ­
m etrischen M essung benützten. Im H inblick auf die
starke V erdünnung der Ionen w ird es sich wohl um
einen echten Effekt gehandelt haben, n u r ist noch
u nbekannt, in welcher W eise die Schw erm etallionen
die KA-A ktivität hem men können. W ahrschein­
lich beruht aber die „ak tiv ieren d e“ W irkung von
H istid in und Cystein auf die KA in V ogelblutlösungen nicht n u r auf ih re r Eigenschaft als K om plex­
bild n er m it M etallionen. Das geht z. B. aus V er­
suchen m it T aubenblut hervor, bei denen versucht
w orden w ar, die Schw erm etallspuren auf ein M ini­
m um herabzudrücken (V erw endung von trid est.
W a sse r). Die Blutlösung allein hatte z .B . eine A k­
tiv ität (A * 103) von 1029, nach Z ufügung von H isti­
d in bzw. Cystein in äquim olaren M engen w aren die
W erte 1790 und 2155.
Die bisher als „A k tiv ato ren “ und „ S ta b ilisa to re n “
d er KA b ez eich n te n organischen Stoffe kann m an
nach ihrer Funktion also m indestens in drei G ruppen
teilen:
1. Pepton, gewisse E iw eißarten und P eptide sind
S tabilisatoren.
2. Gewisse K om plexbildner m it Schw erm etall­
ionen, z. B. Cystein und G lutathion, verm ögen
m itunter die KA-Moll. zu schützen vor der
27 M.
L e in e r .
S. 117.
Verh. d. Deutschen Zoologen Marburg
1950,
„ V e rg iftu n g “ durch Schw erm etallspuren, wie
sie bei M essungen in vitro und in vivo kaum
zu verm eiden sind. Das gilt in erster L inie fü r
die KA im V ogelblut. Gegen Schw erm etallspu­
ren ist die KA des R inderblutes bei pn 4 —5
sehr viel em pfindlicher als bei p H ~ 7.
3. H istam in und w eniger gut H istidin, G lutam in­
säu re u. a., reaktivieren die in dest. W asser ge­
löste KA des R inderblutes, welche durch stä r­
kere H -Ionenkonzentration (p H 3,5 —5,4) we­
n ig er w irksam w ar oder inaktiviert wurde.
M it diesen Feststellungen sind aber noch nicht
alle m öglichen F un k tio n en dieser Stoffe aufgezählt.
Zum Beispiel hem m t Cystein nicht selten etwas die
A k tiv ität der Säugetier-K A in B lutlösungen, Gewebe­
ex trak ten und in L ösungen hochgereinigter KAP rä p a ra te 27. In B lutlösungen und G ew ebeextrakten,
die von anderen W irbeltieren stam m ten, ist dies nie
beobachtet w orden. A ndererseits hem m t H istam in
die KA in V ogelblutlösungen. besonders wenn m an
die M ischung kurze Zeit stehen läßt, ehe m an die
A ktivität m ißt. So hatte z. B. eine T auben-B lutlösung
allein die A ktivität (A ' 103) 1029. Nach Z ufügung
von H istam in bei so fo rtig er M essung bzw. M essung
nach 3 Stdn. w aren die W erte 935 u n d 371. E ine
äq u im o lare M enge H istidin, zu der B lutlösung ge­
geben, ergab den W ert 1965. W ahrscheinlich gibt
es eine „A k tiv ieru n g “ der KA im V ogelblut durch
C ystein und H istid in , die kein Schutz vor Schwer­
m etallionen ist. Aus V ogelblut isolierte KA ist noch
nicht untersucht. Vieles deutet d arau f hin. daß die
KA d er Vögel (u n d an d erer W irbeltiere) an d erer
N atu r ist als die S äugetiere-K A 28.
28 M. L e i n e r , H.
43 [1957].
B eck
u. D.
S c h m id t ,
Naturwissenschaften 44.