Die U n t e r s c h e i d u n g e in ige r E iwei l l s to f fe au f k a t a l y t i s c h e r G r u n d l a g e n a c h e ine r S c h n e l l m e t h o d e m i t Hi l fe y o n

Promotorionen ( K u r z e M i t t e i l u n g )

Von

Alfons Krause und Maria Blawacka Aus dem Ins~itut fiir Anorgunische Chemic der Universit~it und dem

Physiologisch-chemischen Institut tier Medizinisehen Akademie, Poznafl

(Eingegangen am 31. M ai 1965)

Im Verlauf unserer Untersuchungen fiber das katalytische Verhalten yon artverwandten anorganischen und organischen Verbindungen 1 haben wir eine katalytische Schnelhnethode ausgearbeitet, nach der sich die folgenden, elektrophoretisch homogenen Eiweil]stoffe unterscheiden lassen : 1. Edestin [(E), ans H~nfJ, 2. Albumin (A), 3. ~-Globulin (G) (beide aus Blutserum) und 4. Luctalbumin [(L) aus Kuhmilch]. ~N~ur A war wasser- 15slich, so da9 dieses im homogenen, die drei anderen im heterogenen System als wirksam zu betraehten sind. S/~mtliche Eiwei~stoffe ver- hielten sich im H202-Zerfall ~ls HemmungskSrper, auch bei Gegenwart entsprechender Promotorionen. Die peroxidatische Indigocarmin-Entf/~r- bung erlitt durch 1, 2, 3 und 4 ebenfalls eine st~rke Verz6gerung, was dureh photokolorimetrische Bestimmung der Ex~inktionswerte gezeigt wurde. Trotzdem gelang es, gerade im System Indigoearmin/HuO2, die genannten Eiweil3stoffe mit I-Iilfe yon ausgesuchten Promotorionen (Cu 2+, Fe 3+, C02+), die als prosthetische Gruppen zu bezeiehnen sind, derart zu aktivieren, dal~ diese Zweistoffkatalysatoren, in ihrer Eigen- schaft als sehr aktive Peroxidasemodelle, die Indigoearmin-Entf/~rbung ganz aul3erordentlich beschleunigten. Da Fe 3+ zu schnell wirkt, arbeitet man vorteilhafter mit Cu 2+, da sieh dann die individuelle Tr/igerwirkung der einzelnen Eiweigstoffe deutlieh und dazu noch gentigend kurzfristig abzeichnet. Auch der mSgliehe Einwand, die Eiwei~stoffe kSnnten in

1 A . K r a u s e und J . Slawek, Z. anorgan, allgem. Chem. 331~ 350 (1964); A . Krause lind E. Nowakowsk i , Mh. Chem. 96, 300 (1965); A . Krause u n d 1 ). :Ylete.~iowski, 1N~atm~wissensch. 52, 158 (1965).

1436 A. Krause u.a.: Unterscheidung einiger Eiweigstoffe

dem 1-I202 haltigen Medium chemisch ver/~ndert werden, ~ndert nichts an der Tatsaehe, dal~ man die Eiweigstoffe naeh der angegebenen Schnell- methode auf katalytischer Grundlage unterscheiden und identifizieren kann (s. Tab. 1). Es ist erstaunlieh, dab durch einen fast primitiven Eingriff, ns beim blogen Auftragen dos CuZ+-Promotorions auf der Eiweil3oberfl/iehe, ein grol3er Vorrat an potentieller Energie gesehaffen wird, der auf die Ausnutzung seitens der Substratmolekeln wartet. Man kann diese Tatsaehe nieht einfaeh dadureh erkl/~ren, dag das bert. Ion an der Tr~geroberfls adsorbiert wird, da yon der Adsorption aueh solche Ionen betroffen werden, die keine Promotorionen sind und aueh keine Aktivierung hervorrufen. Vielmehr ist naeh erfolgter Sorption mit tiefergreifenden Veranderungen zn reehnen, in deren Verlanf neue l~adikalstrukturen in Form yon unfertigen (unges/~ttigten) und daher energiereiehen Komplexverbindungen aufkommen, deren z. T. liganden- freie Stellen als Donatorradikale gedeutet werden, die fiir einen Elektronen- transfer einsatzbereit sind 2. Die Indigoearmin-Entf/~rbung ist demnaeh wie der H202-Zerfall eine Akzeptorkatalyse, deren Meehanismus bereits bekannt ist 2.

Nut mug man im vorliegenden Fall eine bestimmte Proportion yon EiweiI~ und Ion sieherstellen, damit das Experiment aueh wirklieh ge- lingt. Man nimmt daher, wie auf Grund yon zahlreiehen Versuehen er- mittelt wurde, 10 mg EiweiB, tr/~gt 10-4g Cu 2+ odor 10-4g Fe a+ (in 1 em a der bert. Nitratl6sungen) auf und versetzt das Gemisch mit 50 cm 3 HsOa (0,6proz.) sowie mit 10 em 3 Indigoearminl6sung (~--3,3 mg Farb- stoff) bei 37 ~ Das einmal griindlieh umgesehwenkte Reaktionsgemiseh verbleibt zweeks Ermittlung der Entf/~rbungszeit ohne weitere Kon- vektion im Wasserthermostaten bei 37 ~ Aus Tab. 1 ist ersiehtlieh, dag A/Cu 2+ mit 20 Min. Entf/irbungsdauer an erster Stelle steht, wogegen L/Cu 2+ mit 70 Min. verh/fltnism~il~ig am langsamsten arbeitet.

Tabelle I. Peroxidatische Indigocarmin-Entf~irbung (Schnellmethode) bei 37 ~ an I0 mg EiweiB bei Zusatz yon 0,i mg Cu 2+ oder 0,I mg Fe 3+. Angegeben ist die Entf~irbungszeit in Min. Blindprobe (nur

Indigoearmin + H202 ohne weiteren Zusatz): 570 Min.

E E E L L L + Cu e+ + Fe s+ + Cu 2+ + Fe s+

940 25 2 1170 70 10

G G G A A A Cu 2+ Fe a+ Cu 2+ Fe a+ q- Cu 2+ -}- Fe a+ allein Mlein

980 45 2 840 20 2 130 30

2 A . Krause , 21/1. Btawaclca, J . Orlikowska, J . S tawek und S. Zie l idsk i , Naturwissensch. 49, 347 (1962); A . Krause , F . D o m k a und I . P lura , ibid. 50, 518 (1963); A. Krause trod E. Nowakowsk i , Z. Naturforsch. 19b, 650 (1964).