Bd. 302 (1955) Die Zusammensetzung des Elfenbeins Von F. G. Fischer und Hans Bonn Aus dem Chemischen Institut der Universität Würzburg (Der Schriftleitung zugegangen am 26. September 1955) Die Zusammensetzung der im Dentin tierischer Zähne enthaltenen Proteine ist bisher an keinem Beispiel untersucht worden. Wir teilen hier eine Analyse des Elfenbeins mit, insbesondere der in seinem Eiweiß enthaltenen Aminosäuren. Merkwürdigerweise waren selbst die anorganischen Bestandteile dieses als Werkstoff auch kunstwissenschaftlich interessanten Zahnbeins unseres Wissens bisher nicht bestimmt worden. Tab. 1. Anorganische Bestandteile des Elfenbeins. in 100 g luftt rockenem E. in 100 g ge(mit 8,27% ] Feuchtigkeit) trocknetem E. Äquiv. g g Cas® PO432e COS ^ 19,45 2,16 36,35 1,70 Sumnae Glührückstand 59,66 59,20 Mg2@ 0,970 0,178 1,148 0,057 21,20 2,48 39,53 1,85 65,06 Die Phosphat-Äquivalente entsprechen genau der Summe der Äquivalente Calcium und Magnesium (1,148/100 g). Natrium und Kalium, die nicht bestimmt wurden, können daher höchstens in einer dem Carbonat entsprechenden Menge vorhanden sein. Im Bein der Zähne von Mensch und Hind sind die beiden Alkalimetallionen insgesamt zu 0,51 bzw. 0,61% enthalten1. Der Magnesium-Gehalt ist im Elfenbein etwa dreimal größter als im menschlichen Dentin (mit 0,83% Mg2). Die Aminosäuren-Analyse des Elfenbein-Proteins wurde nach der in unseiem Laboratorium ausgearbeiteten papierchromatographischen Methode83 ausgeführt, die trotz der Anwesenheit anorganischer Salze im Hydrolyssat unvermindert genaue Werte gab (±2%). 1 2 3 R. Clement, Naturwissenschaften 26, 145 [1938]. M. M. Murray u. I. H. Bowes, Biochem. J. 29, 2721 [1935]. F. O. Fische^. u. H. Dörfel, Biochem. Z. 324, 544 [1953]. Unauthenticated Download Date | 5/11/16 7:40 PM F.G.Fischer und Hans Bohn, 284 Bd. 302 (1955) Aus der Summe der Aminosäuren-Prozentsätze (Tab. 2) ergeben sich, (nach Abzug von 5,10% Wasser) 26,30% Protein im lufttrockenen Elfenbein, oder 28,60% im getrockneten. Tab. 2. Die Aminosäuren des Elfenbein-Proteins. g Aminosäure g Aminosäure in 100 g Dentinin 100 g ElfenProtein4 bein-Protein (aus mensch] . Zähnen) g Aminosäure in 100 g Elfenbein (lufttrocken) Glykokoll Alanin Valin Leucin Isoleucin Prolin Phenylalanin Tyrosin Tryptophan Serin Threonin Cystin Methionin Areinin Histidin Lysin . . Asparaginsäure Glutaminsäure Oxyprolin . Oxylysin . . . . . . . 6,65 2,84 0,82 1,00 0,41 4,21 0,73 0,21 0,00 1,18 0,74 0,10 0,19 2,56 0,19 1,39 1,62 3,07 3,26 0,23 Summe 31,40 . . . . . . . . . . | ! i i 25,30 10,80 3,13 3,82 1,54 16,00 2,77 0,78 0,00 4,48 2,81 0,38 0,71 9,74 0,73 5,28 6,16 11,70 12,40 0,88 119,41 22,50 8,50 3,00 3,60 1,25 16,25 1,90 1,10 0,00 3,50 3,10 0,10 0,50 7,40 0,80 3,34 5,63 10,62 13,10 1,00 | 107,19 Durch die bestimmten Mengen anorganischer Bestandteile, Protein und Feuchtigkeit werden 94,2% der Elfenbein-Substanz erfaßt. Der Rest dürfte im wesentlichen auf chemisch gebundenes Wasser und weitere organische Stoffe (z. B. Lipoide) zurückzuführen sein. In den Elfenbein-Hydrolysaten wurde papierchromatographisch auch Galaktosamin nachgewiesen; doch liegt seine Menge nicht über 0,1%5. Aus dem Dentin menschlicher Zähne sind 0,64% Chondroitinschwefelsäure isoliert worden6, was ungefähr 0,2% Galaktosamin entspricht. Sehr bemerkenswert ist die nahe Übereinstimmung in der Zusammensetzung des Dentin-Proteins aus menschlichen Zähnen, des einzigen bisher näher analysierten, und des Elfenbein-Proteins (Tab. 2). 4 Nach W. C. Hess, C. Lee u. B. A. Neidig, J. Dental Bes. 31, 791 [1952]; Chem. Abstr. 1953, 2785 e. Die Aminosäuren wurden teils nach colorimetrischen, teils nach mikrobiologischen Methoden bestimmt. 5 Bestimmt nach P. G. Fischer u. H. J. Nebel, diese Z. 302,10 [1955]. 6 W. C. Hess u. C. Lee, J. Dental Res. 31, 793 [1952]; Chem. Abstr. 1953, 3433h. Unauthenticated Download Date | 5/11/16 7:40 PM Bd. 302 (1955) Die Zusammensetzung des Elfenbeins 285 Beschreibung der Versuche Zur Verfügung stand eine Scheibe von 7 cm Durchmesser vom Zahn eines afrikanischen Elefanten; aus ihrem gesamten Querschnitt wurden gleichmäßig feine Späne herausgefräst. Alle Prozentangaben sind auf diese nicht weiter vorbehandelte, lufttrockene Substanz bezogen. Bei 60°/0,1 Torr über P205 verlor sie 8,27% an Gewicht. Der Glührückstand wurde durch Erhitzen im elektrischen Ofen auf 600° ermittelt. Die Bestimmung des Ca-, Mg- und P0 4 -Gehaltes des Glührückstandes wurde komplexometrisch nach Schwarzenbach 7 ausgeführt, wobei vor Titration der Erdalkalien die Phosphat-Ionen mit einem schwach basischen Anionenaustauscher entfernt8, vor Fällung des Phosphats als Magnesiumammonium-Salz die störenden Metall-Ionen durch Komplexen maskiert wurden9. Gef. je %: Ca: 19,52, 19,39 Mg: 2,12, 2,21 P04: 36,35 Der Carbonat-Gehalt wurde durch Zersetzung des Elfenbein-Pulvers mit Salzsäure und gasvolumetrische Bestimmung des Kohlendioxyds ermittelt. Gefunden: 1,24, 1,27, 1,24% C02. Die papierchromatographische Analyse der Aminosäuren im ElfenbeinHydrolysat erfolgte in der früher angegebenen Weise3. Da sich jedoch im Phenol ( l)-Chromatogramm Cystin von Oxylysin nicht trennen läßt, muß die erstgenannte Verbindung nach Oxydation mit Wasserstoffperoxyd10 als Cysteinsäure mit Phenol (pn 12) als Verteilungsmedium chromatographiert und bestimmt werden. Die Oxydation wird durch Auftragen von 10 30-proz. Wasserstoffperoxyd auf die Startlinie ausgeführt10. Oxylysin selbst läßt sich mit Phenol (pn 6>2) von allen übrigen Aminosäuren abtrennen und bestimmen. Ermittelt wurden als Summe der Stickstoff-Prozente der chromatographisch bestimmten Aminosäuren (4,79) und 0,23% N des im Hydrolysat gefundenen Ammoniumsalzes: 5,02% N. Die Verbrennungsanalyse (Dr. A. Schoeller, Kronach i. Franken) ergab 5,01% N. Zusammenfassung Eine quantitative Analyse der anorganischen Bestandteile des Elfenbeins und der in seinem Protein enthaltenen Aminosäuren wird mitgeteilt. Summary A method is presented for the quantitative determination of the inorganic constituents of ivory and of the amino acids contained in its protein. 7 G.Schwarzenbach, Die komplexometrische Titration, Enke-Verlag Stuttgart 1955. 8 G. Brunisholz, M. Genton u. E. Plattner, Helv. chim. Acta 36, 782 [1953]. 9 F.Huditz, u. H.Plaschka, Z. analyt. Chem. 135, 334 [1952]. 10 C. E. Dent, Biochem. J. 41, 240 [1947]. Unauthenticated Download Date | 5/11/16 7:40 PM