Ein Beitrag zur viskosimetrischen Verfolgung der Kinetik bestimmter Enzymreaktionen und Bestimmung der Enzymaktivität

Zusammenfassung Es wurde eine Theorie aufgestellt, die es gestattet, die Kinetik bestimmter enzymatischer Hydrolysen und die Aktivität des daran beteiligten Enzyms zu verfolgen. Die spezif. Aktivitätk des Enzyms ist durch diejenige Reaktionsgeschwindigkeit gegeben, die durch die Einheit der Enzymmasse in der Volumseinheit pro Zeiteinheit bewirkt wird. Nach der hier aufgestellten Theorie hängt die spezif. Aktivität des Enzyms nicht vom Molekulargewicht und der Konzentration des verwendeten Substrates ab.

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A theory has been set for tracing the kinetics of some hydrolysis enzymes, which allows to determine the activity of the enzyme participating in them. The specific activityk of the latter is determined through the reaction rate in a unit of volume by a unit of enzyme mass for a unit of time (cm³·g^–1·sec^–1). According to this theory, the specific activity of the enzyme does not depend on the molecular weight and the concentration of the substrate used.

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Mit 2 Abbildungen

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Herrn Prof. Dr.T. Trandafilov zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Einfaches Verfahren zur kontinuierlichen Verfolgung von hydrolytischen Enzymreaktionen

Zusammenfassung Es wird eine einfache Technik beschrieben, mit der hydrolytische Enzymreaktionen kontinuierlich verfolgt werden können, bei denen der Chromophor erst in einer Folgereaktion entsteht. Mit Hilfe eines Pumpensystems werden dem Enzymansatz und der Reagenslösung konstante Ströme entnommen und direkt hinter dem Inkubationsgefäß gemischt. Die Konzentration des freigesetzten Farbstoffs wird in einer Durchflußküvette bestimmt. Als Beispiele werden die Spaltung von p-Nitrophenyl-N-acetyl--d-glucosaminid und-galaktosaminid durch die menschlichen N-Acetyl--d-hexosaminidasen A und B sowie von p-Nitrobrenzcatechinsulfat durch ein Arylsulfatase A-Präparat aus Schweinenieren gezeigt.

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Simple technique for the kinetic assay of hydrolytic enzyme reactions

A simple technique is described for the kinetic assay of hydrolytic enzyme reactions. By a second reaction one of the reaction products is continuously transformed into a dye whose extinction can be measured. Using a special pumping system, constant streams are drawn from both incubation mixture and reagent solution and immediately mixed. The reaction kinetics of human N-acetyl--d-hexosaminidase A and B and of a preparation of pig kidney arylsulfatase A using p-nitrophenyl-N-acetyl--d-glucosaminide and -galactosaminide and p-nitrocatechol-sulphate as respective substrates are shown.

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Herrn prof. Jatzkewitz danken wir für anregende Diskussionen.     

Neue Methode zur viskosimetrischen Bestimmung der Hemmkonstante KI für Enzymreaktionen,die in der Art einer reversiblen,kompetitiven Hemmung verlaufen

Zusammenfassung Es wird eine Theorie entwickelt, die es ermöglicht, viskosimetrisch die Kinetik von Enzymreaktionen zu verfolgen, an denen hochmolekulare Substrate teilnehmen und die in der Art einer reversiblen, kompetitiven Hemmung verlaufen. Die abgeleiteten Relationen geben die Möglichkeit, die Hemmkonstante (K _I) der verlaufenden Enzymreaktion bei dieser art Hemmung zu bestimmen.

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A new method for the viscosimetric determination of the inhibition constant K _I for enzymatic reactions of the reversible competitive inhibition type

A theory has been developed making it possible to viscosimetrically trace enzyme reactions in which high molecular substrates are involved and which belong to the reversible competitive-inhibition type. The equations derived permit of a determination of the inhibition constantK _I.

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Mit 1 Abbildung     

DTA-Untersuchungen zur Kinetik der Karbonatzersetzung

Zusammenfassung Die Zersetzung mehrerer Karbonate wurde mittels DTA untersucht. Die DTA-Kurven dienten zur Bestimmung der AktivierungsenergieE und der Reaktionsordnungn. Verschiedene Auswertungsmethoden wurden miteinander verglichen. Die Aktivierungsenergie der Zersetzung von CaCO₃ beträgt 42.3 kcal mol^–1 als Mittelwert, ausgewertet nach verschiedenen Methoden. Der entsprechende Wert für CaC₂O₄ · H₂O ist 43.3 kcal mol^–1. Zusätzlich wurde die Kinetik der Entwässerung von CaC₂O₄ · H₂O mittels DTA untersucht. Die erhaltenen Werte:n=1 undE=21.7 kcal mol^–1 stimmen mit Literaturwerten überein. Es wurde gezeigt, daß eine einzige DTA-Aufnahme mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 °C min^–1 eine befriedigende Auswertung der Aktivierungsenergien und Reaktionsordnungen ermöglicht. Der Verlauf der DTA-Kurven bei der Karbonatentsäuerung ist von der Art der Meßköpfe und der Versuchsatmosphäre abhängig. Diese Tatsache wurde am Dolomit unter verschiedenen Versuchsbedingungen bestätigt.

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The dissociation of several carbonates has been investigated by the DTA method. The curves have been used for the calculation of the activation energy and reaction order. Different evaluation methods have been assessed. The average activation energy for dissociation of CaCO₃ is 42.3 kcal mol^–1. The corresponding value for CaC₂O₄ · H₂O is 43.3 kcal mol^–1. The experimental values for the dehydration of CaC₂O₄ · H₂O,E=21.7 kcal mol^–1 andn=1 are in agreement with literature data. It was shown that a single DTA experiment at a heating rate of 10° min^–1 is sufficient for the evaluation of the apparent activation energy and reaction order as measured by thermoanalytical methods. The shape of DTA curves is dependent on the experimental conditions as shown by the dissociation of dolomite.

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Résumé On a étudié par ATD la décomposition de divers carbonates. Les valeurs de l'énergie d'activation et de l'ordre de la réaction ont été calculées d'après les enregistrements d'ATD. Les différentes méthodes utilisées pour ces déterminations ont été comparées. Elles ont donné comme valeur moyenne de l'énergie d'activation 42.3 kcal mol^–1 pour CaCO₃ et 43.3 kcal mol^–1 pour CaC₂O₄ · H₂O. L'étude de la cinétique de la déshydratation de CaC₂O₄ · H₂O par ATD a conduit aux valeurs den=1 et de E=21.7 kcal mol^–1. Une seule courbe d'ATD, enregistrée avec une vitesse d'échauffement de 10° min^–1, suffit pour évaluer avec entière satisfaction l'énergie d'activation et l'ordre de la réaction. L'exemple de la dolomite illustre l'influence des conditions expérimentales sur le tracé de la courbe d'ATD.

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() . . ₃ 42,3 / . ₂₄. ₂ - 43,3 /. , CaC₂O₄. ₂, E=21,7 / n=1, . , () 10°/ . , () .

     

Vorschlag zur Erweiterung des Anwendungsbereiches der Differential-Scanning-Calorimetrie zur Bestimmung der Reinheit organischer Substanzen

Zusammenfassung Aufgrund des Schmelzverhaltens kristalliner, organischer Substanzen lassen sich Reinheitsbestimmungen durchführen. Die in den letzten Jahren bekannt gewordene DSC-Technik ist jedoch nur auf relativ reine Substanzen (Verunreinigung < 5 Mol-%) anwendbar. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches erlaubt, den Anwendungsbereich der Methode wesentlich zu erweitern (Verunreinigung 20 Mol-%). Die Methode basiert auf dem Zumischen der möglichst hochgereinigten Hauptkomponente zum verunreinigten Produkt. Auf diese Weise wird der Gehalt der Verunreinigung in einen Bereich verschoben, der mit hoher Wahrscheinlichkeit im Gültigkeitsbereich des Raoultschen Gesetzes liegt. Trägt man den Gehalt an Verunreinigung dieser Mischungen als Funktion des Mischungsverhältnisses auf, so resultiert eine Gerade. Aus der Neigung dieser Geraden kann die gesuchte Reinheit berechnet werden. Verschiedene Auswertungsmöglichkeiten werden diskutiert. Ein großer Vorteil der vorgeschlagenen Methode liegt darin, daß die Auswertbarkeit der Reinheitsbestimmungen kontrolliert und die Signifikanz des Ergebnisses abgeschätzt werden kann.

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Proposed method for extending the range of purity determinations of organic substances using DSC

Based on the melting behaviour it is possible to determine the purity of crystalline, organic substances. The DSC technique developed in the last few years is applicable only to relatively pure substances (impurity content < 5 Mol-%). A method is proposed which allows the application range to be extended (impurity content 20 Mol-%). The method is based on the mixing of the as pure as possible main component to the impure product. In this way there is a high probability that the impurity content is shifted into a region where Raoult's law is obeyed. The impurity content of this mixture is plotted as a function of the mixture ratio and a straight line is obtained. From the slope of the line the impurity content may be determined. Different graphical representations are discussed. An advantage of this method is that the applicability of the purity determination is controlled and an estimation of the significance of the result is possible.

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Die DSC-Messungen sowie die Auswertungen wurden von Frau U. Kaden mit großer Zuverlässigkeit durchgeführt, wofür wir ihr herzlich danken.     

Bemerkungen zur Kinetik der Kristallisation von Polymeren

Zusammenfassung Fa?t man Polymere als eine Mischung von Kettenmolekülen verschiedener L?nge auf, so ist zu erwarten, da? der Mischungseffekt, ?hnlich wie im Falle des Gleichgewichtes, auch einen Einflu? auf die Kinetik der Kristallisation ausübt. An Hand eines einfachen Modells (einer einfachen eutektischen Mischung von Kettenmolekülen einer homologen Reihe) wird gezeigt, da? in einer Mischung w?hrend der isobaren und isothermen Kristallisation die einzelnen Komponenten nicht notwendig monoton kristallisieren. Der Gesamtproze? kann vielmehr aus einer komplizierten überlagerung von Kristallisations- und Schmelzintervallen der einzelnen Komponenten bestehen. Gegenüber der Avrami-Gleichung ergibt sich eine typische Verz?gerung, die mit der Nachkristallisation von Polymeren verglichen wird.

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Summary Considering polymeres as multicomponent mixtures of chain molecules of different lengths, it is to be expected that the mixture effect has an influence on the kinetics of crystallization, similar to its influence on the equilibrium. By means of a simple model (a simple eutectic mixture of chain molecules of a homologous series) it is demonstrated that during isobaric and isothermic crystallization in a mixture the single component does not necessarily crystallize monotonously. The total process of crystallization may rather consist of a complicated superposition of partial crystallization and partial melting processes of the single components. Compared with the Avrami equation a typical delay of crystallization is to be stated, analogous to the so-called secondary crystallization of polymers.

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In Teilen vorgetragen auf der Frühjahrstagung des Regionalverbandes Württemberg-Baden-Pfalz der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Freudenstadt am 5. April 1967.

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Die numerischen Rechnungen zu den Abb. 2–5 wurden von Herrn Dipl.-Math. G. B?ttger besorgt. Ich m?chte ihm auch an dieser Stelle dafür herzlich danken.     

Bemerkungen zur Theorie der Liesegang'schen Ringe

Ohne Zusammenfassung Deutsch von A. Kuhn (Leipzig).     

Bemerkung zur Theorie der mineralischen Gerbung

Ohne Zusammenfassung     

Einige Bemerkungen zur Theorie der Vulkanisation

Ohne Zusammenfassung     

Voltammetrische Studien zur Verfolgung der Ring-Substitution bei Phenol und Anilin

Ohne Zusammenfassung     

Beitrag zur Kinetik der Spaltung der Keratindisulfidbindungen in alkalischem Medium

Ohne Zusammenfassung     

Beitr?ge zur Theorie der Chromatographie

Ohne Zusammenfassung     

Ein Beitrag zur Theorie der rheologischen Stoffe

Electrophoretic studies of pure proteins and mixtures of proteins have been made in an electrophoretic cell modified so that dilute samples are superimposed on more concentrated (or undiluted) samples of the same solution. We have found that when albumin or globulin is used alone at two concentrations in two cells as a descending electrophoretic system there are no complex boundaries observed. However, when both are used in conjunction with serum there is very definite reproducible evidence than an immobile “complex” is observed in the more concentrated solution. We can therefore postulate that there is a complex present in undiluted serum which is composed of albumin and one or more of the globulins cemented together by a heat stable dialyzable substance. This complex is immobile at p_H 8.0. It has also been demonstrated that dilution and dialysis dissociate the complex.     

Einige kritische Bemerkungen zur Theorie der Adsorption

Ohne Zusammenfassung(Aus dem Rudolph Spreckels Physiological Laboratory der University of California.)Aus dem Englischen übersetzt von W. Neumann     

Neue Methode zur viskosimetrischen Bestimmung derMichaelis-Menten-Konstante der β-1,4-Glucan-4-glucanohydrolase

Zusammenfassung In Übereinstimmung mit der von uns entwickelten Theorie³² wurde dieMichaelis-Menten-KonstanteK _M=3,6·10^–5mMol/ml der Hydrolysenreaktion der Natriumcarboxymethylcellulose (Na-CMC) viskosimetrisch bestimmt unter der katalytischen Mitwirkung von -1,4-Glucan-4-glucanohydrolase (EC 3.2.1.4)-[c _x-Cellulasen-Enzyme], die aus Aspergillus oryzae isoliert wurden. Es wurde auch die Aktivität des Cellulaseenzyms durch die Geschwindigkeitskonstantek=7,41 cm³/g sec bestimmt.

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A new method for the viscosimetric determination of the Michaelis-Menten constant of -1.4-glucan-4-glucanohydrolase (E.C. 3.2.1.4) [C_x-cellulase enzymes]

According to the theory developed³², aMichaelis-Menten constantK _M=3,6·10^–5 mmole/ml was found viscosimetrically for the cleavage of sodium carboxymethylcellulose (Na-CMC) by -1.4-glucan-4-glucanohydrolase (E.C. 3.2.1.4), aC _x-cellulase enzyme isolated from Aspergillus oryzae. The cellulase activity was also characterized by the rate constant,k=7,41 cm³/g sec.

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Mit 5 Abbildungen