Die Zusammensetzung des Elfenbeins PO43e

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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].
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F.G.Fischer und Hans Bohn,
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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.
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Die Zusammensetzung des Elfenbeins
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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].
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