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{"created":"2022-01-31T15:10:40.246191+00:00","id":"lit20890","links":{},"metadata":{"alternative":"Zeitschrift f\u00fcr Physiologische Chemie","contributors":[{"name":"Tammann, G.","role":"author"},{"name":"O. Svanberg","role":"author"}],"detailsRefDisplay":"Zeitschrift f\u00fcr Physiologische Chemie 111: 49-67","fulltext":[{"file":"p0049.txt","language":"de","ocr_de":"\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\nVon\nG. Tammann und 0. Svanberg.\nMit 9 Figuren -im Text.\n(Aus dem Institut f\u00fcr physikalische Chemie in G\u00f6ttingen.)\n(Der Redaktion zugegangen am 11. August 1920.)\nIm folgenden soll ein m\u00f6glichst anschauliches Bild gegeben werden \u00fcber die ideale Wirkung eines Enzyms, dessen Einwirkung der von Emulsin auf Salizin ziemlich nahekommt.\nDurch Vergleich der Wirkung eines realen Enzyms mit diesem idealen Bilde werden die Abweichungen des realen Falles vom idealen leicht erkannt werden und dadurch wird die Charakterisierung des realen Falles wesentlich erleichtert werden.\nDie Hervorhebung des idealen Bildes hat auch auf anderen Gebieten, den Abweichungen der realen Gase von den Gesetzen der idealen Gase, oder den Abweichungen der L\u00f6sungen vom Verhalten der verd\u00fcnnten L\u00f6sungen, wesentliche Dienste geleistet.\nDie Einwirkung der Enzyme auf ihre Substrate ist, schon was die Zahl der unabh\u00e4ngigen Variablen betrifft, welche diese Einwirkungen beeinflussen, eine komplizierte Erscheinung. Wer hier einen \u00dcberblick \u00fcber das ganze Erscheinungsgebiet einer einzigen Reaktion zu gewinnen w\u00fcnscht, wird sich am besten am idealen Fall orientieren, damit er nicht in Gebieten arbeitet, die f\u00fcr die Charakterisierung des Enzyms von untergeordnetem Interesse sind.\nEs handelt sich um die L\u00f6sung einer Aufgabe der chemischen Kinetik, deren Grundbedingungen schon vor l\u00e4ngerer\nHoppe-Seyler\u2019s Zeitschrift f. physiol. Chemie. CXI.\t4","page":49},{"file":"p0050.txt","language":"de","ocr_de":"50\nG. Tammann und O. Svanberg,\nZeit durch Experimentaluntersuchungen festgelegt sind1. Es hatte sich damals herausgestellt, da\u00df das gel\u00f6ste Emulsin nach dem Reaktionsverlauf monomolekularer Reaktionen zerf\u00e4llt, und da\u00df f\u00fcr die Spaltung des Substrats (Salizin) derselbe Verlauf in erster Ann\u00e4herung zutrifft. Kennt man die Abh\u00e4ngigkeit dieser beiden Geschwindigkeitskonstanten von der Temperatur, die durch eine Gleichung mit einer neuen Konstanten wiedergegeben werden kann, so ist die Substratspaltung in Prozenten der urspr\u00fcnglich vorhandenen Substrat -menge in Abh\u00e4ngigkeit von der Zeit, der Temperatur und den urspr\u00fcnglich vorhandenen Enzym- und Substratkonzentrationen berechenbar.\nDiese Konstanten sollen in folgender Weise bezeichnet werden :\ndie Zerfallskonstante des Enzyms px0,\ndie Konstante der Spaltungsgeschwindigkeit des Substrats Ct0\nund zwei Konstanten Ap und Ac, welche in den Gleichungen der Temperaturabh\u00e4ngigkeit f\u00fcr px0 und Ci0 Vorkommen, n\u00e4mlich in den Gleichungen\nAp (Tt - T0)\nPT, = PTo. e\tT0 T,\t}\nund\ncTl = CTq . e\tT0Tt\tV\nWenn in diesen beiden Gleichungen die Werte px0 und Ap sowie Cx0 und Ac bekannt sind, so sind alle Fragen betreffend den quantitativen Verlauf der Reaktion bei \u00c4nderung der Ferment- und Substratkonzentration, sowie der Einwirkungszeit und der Temperatur quantitativ beantwortbar.\nIn der Definition f\u00fcr px0 und Ct0 ist enthalten, da\u00df der Zerfall des Enzyms eine monomolekulare Reaktion ist, und da\u00df dasselbe f\u00fcr die Spaltung des Substrats zutrifft.\nJedes Enzym ist charakterisiert durch das Wertepaar\n*) G. Tammann, Zeitschr. f. physik. Chem. Bd. 18, S. 426 (1895).","page":50},{"file":"p0051.txt","language":"de","ocr_de":"51\n\u00fcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\npio und AP und seine Einwirkung auf das Substrat durch das Wertepaar Ct0 und Ac. Um die nach verschiedener Einwirkungsdauer von verschiedenen Enzymmengen bei verschiedenen Temperaturen gespaltenen Substratmengen zu berechnen, nehmen wir an, da\u00df die Geschwindigkeit der Substratspaltung dy\n(10. proportional ist der Fermentkonzentration (X - x) und der\nSubstratkonzentration (B - y) zur Zeit \u00e4, und da\u00df zu Beginn der Reaktion, d = o, die Fermentkonzentration gleich X und die Substratkonzentration B ist. Dann gilt die Gleichung\nd\u00f6- ~ ct x) \u2014 y)\n3)\nCt ist also die in der Zeiteinheit gespaltene Substratmenge bei einer Enzym- und Substratkonzentration, die gleich der Einheit sind.\nVerl\u00e4uft die Enzymspaltung monomolekular, so ist\nPt \u2022 fr\nX \u2014 x = X \u2022 e\nSetzt man diesen Wert in die vorige Gleichung, so folgt nach einer kleinen Umformung\nIntegriert man diese Differentialgleichung und f\u00fchrt die Integrationskonstante ein, die sich zu lnB--X ergibt, so er-h\u00e4lt man die Gleichung:\t^\nMit dieser Gleichung kann die Menge des nach beliebigen Zeiten & vom Enzym gespaltenen Substrats y berechnet werden, wenn die Anfangskonzentrationen des Ferments X und des Substrats B, sowie die Zerfallskonstante pT des Ferments und die Spaltungskonstante Ct des Substrats f\u00fcr die Temperatur, bei der die Reaktion sich vollzieht, gegeben sind. F\u00fcr sehr gro\u00dfe Zeiten &, streng f\u00fcr 0- = oo, wird das zweite Glied","page":51},{"file":"p0052.txt","language":"de","ocr_de":"52\nG. Tammann and 0. Svanberg\nder Klammer verschwindend klein und es ergibt sich nach einer Umformung die Gleichung:\n6)\nU\nDiese Gleichung gibt die Abh\u00e4ngigkeit der nach der Zeit 6- = \u00b0\u00b0 gespaltenen Menge des Substrats in Prozenten seiner urspr\u00fcnglichen Menge von der Fermentmenge bei einer bestimmten Temperatur wieder. Der Verlauf dieser Grenzkurve ist von Interesse, er wird bestimmt von dem Exponenten\n\u2014 X. Wenn dieser Exponent einen gro\u00dfen Wert hat, Ct \u2022 X Pt\ny\ngro\u00df gegen pi ist, so wird ~ \u2022 100 sich dem Werte 100 n\u00e4-\nD\nhem, diesen Wert aber streng genommen nie erreichen. Die Spaltung des Substrats kann also bei noch so gro\u00dfer Enzymmenge und sogar bei 00 nach noch so langer Zeit nicht vollst\u00e4ndig werden, praktisch kann sie aber durch hinreichende Vergr\u00f6\u00dferung der Enzymmenge innerhalb der Versuchsfelder Werte von 100 \u00b0/0 erreichen. Wird aber Pt bei steigender Temperatur gro\u00df gegen Ct \u2022 X, so wird nur ein kleiner Teil des Substrats gespalten, weil das Enzym so schnell zerf\u00e4llt, da\u00df es nur geringe Wirkungen aus\u00fcben kann.\nDie Zerfallskonstante des Enzyms in Abh\u00e4ngigkeit\nvon der Temperatur.\nAus folgenden Zerfallskonstanten des Emulsins wurde die Konstante Ap der Gleichung 1 f\u00fcr zwei Temperaturintervalle von 25 bis 550 und von 60 bis 750 mit Hilfe der Werte f\u00fcr 25 und 60\u00b0 berechnet. Die direkt gefundenen Werte (Zeitschr. f. physik. Chem. Bd. 18, S. 433) sind in folgender Tabelle verzeichnet und in Fig. 1 als Kurve p zur Anschauung gebracht.\ny = \u00df \u2014 Be\n----\u2014 \u2022 X\nPt\noder\n\u2022 100\n= 100\n\u2022X","page":52},{"file":"p0053.txt","language":"de","ocr_de":"53\n\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\nTabelle 1.\nTemperatur\nGrad\n25\t0,0035\n30\t0,008\n40\t0,04\n45\t0,086\n50\t0,18\n55\t0,37\n60\t0,80\n65\t2,20\n70\t5,9\n75\t15,3\nAp\n15,206\n22,826\nFig. 1.\nDie Spaltungskonstante des Substrats in Abh\u00e4ngigkeit von der Temperatur.\nDie Spaltung des Salizins verl\u00e4uft zwischen 25 und 750 (loc. cit. 436) im Vergleich zu einer monomolekularen Reaktion mit einer Verz\u00f6gerung. Da es wahrscheinlich ist, da\u00df","page":53},{"file":"p0054.txt","language":"de","ocr_de":"54\nG. Tammann and 0. Svanberg,\nsie zu Beginn den Verlauf monomolekularer Reaktionen hat, so sind nur die Konstanten zu Beginn der Reaktion ber\u00fccksichtigt und aus ihnen ist der Wert Ac der Gleichung 2 berechnet. In der folgenden Tabelle sind die Werte f\u00fcr 25 und 45 \u00b0 mit den fr\u00fcher gefundenen identisch, die anderen sind mit Hilfe des Wertes Ac berechnet.\nTabelle 2.\nTemperatur Grad\tc\tAc\t\n25\t0,064\t\t\n30\t0,070\t\t\n40\t0,084\t\t\n45\t0,081\t\t1668\n50\t0,099\t\t\n65\t0,124\t\t\n75\t0,143\t\t\nIn Fig. 1 sind diese Werte durch die Kurve c wiedergegeben. Der Temperatureinflu\u00df auf die Zerfallskonstante f, ist ungleich gr\u00f6\u00dfer als der auf die Spaltungskonstante c. Au\u00dferdem wurde noch ein doppelt so gro\u00dfer Wert von Ac angenommen, welcher sich dem Werte Ac der Rohrzuckerspaltung durch Invertase (bei etwa 70\u00b0) anschlie\u00dft1). Mit diesem Werte und dem von c f\u00fcr 25\u00b0 sind die Werte f\u00fcr die anderen Temperaturen berechnet, in der Tabelle 3 zusammengefa\u00dft und in Fig. 1 als Kurve Cj dargestellt.\nTabelle 3.\nTemperatur Grad\tCi\tAc\t\n25\t0,064\t\t\n30\t0,077\t\t\n40\t0,109\t\t\n45 50\t0,128 0,152\t\t( 3336\n55\t0,178\t\t\n60\t0,208\t\t\n65\t0,241\t\u25a0\t\n*) H. v. Euler und Laurin, Diese Zeitschr. Bd. 102, S. 64 (1919).","page":54},{"file":"p0055.txt","language":"de","ocr_de":"Iber die quantitative Wirkung der Enzyme.\n55\nDie Grenzkurven ft = <x> f\u00fcr verschiedene Temperaturen.\nDa die Zerfallskonstante des Enzyms und die Spaltungskonstante des Substrats f\u00fcr verschiedene Temperaturen gegeben sind, so k\u00f6nnen mit Hilfe der Gleichung 7 die nach sehr langen Zeiten von verschiedenen Fermentmengen gespaltenen Substratmengen in Prozenten seiner urspr\u00fcnglichen Menge f\u00fcr verschiedene Temperaturen berechnet werden. In Fig. 2 sind die Resultate dieser Rechnungen dargestellt. ' Bei\nFig. 2.\ngr\u00f6\u00dferer Enzymmenge und tieferen Temperaturen, in unserem Falle von der Enzymmenge 0,2 an bei 25\u00b0, wird nach sehr langer Zeit die gespaltene Substratmenge fast gleich 100%. Ferner ist zu ersehen, da\u00df kleinere Fermentmengen auch bei tieferer Temperatur ganz und gar nicht alles Substrat spalten k\u00f6nnen, und da\u00df mit wachsender Temperatur die von derselben Enzymmenge gespaltenen Substratmengen sehr stark abnehmen.\nLogarithmiert man die Gleichung 6, so ergibt sich","page":55},{"file":"p0056.txt","language":"de","ocr_de":"56\nG. Tammann und 0. Svanberg,\ng\u201e\nDer Wert ln \u2014g - ist also proportional der Enzymmenge X,\nwas f\u00fcr die Reaktion von Emulsin auf Salizin bei 65\u00b0 auch innerhalb der Versuchsfehler zutrifft (loc, cit. S. 439). Wenn diese Gleichung erf\u00fcllt ist, so kann aus den nach sehr langer Zeit gespaltenen Substratmengen die Zerfallskonstante pT des Enzyms bei bekannten Werten von ct und X oder die Spal-tungskonstante Ct des Substrats bei bekannten Werten von Pt und X berechnet werden. Auch f\u00fcr die Bestimmung von Fermentmengen X ist diese Beziehung von Bedeutung. Die nach sehr langer Zeit gespaltenen Substratmengen wachsen mit der Enzymmenge bei tieferen Temperaturen zuerst stark an und werden dann von weiter wachsender Enzymmenge von dieser nur wenig beeinflu\u00dft, weil die Spaltung des Substrats fast vollst\u00e4ndig geworden ist. Bei 50\u00b0 dagegen ist die gespaltene Substratmenge fast proportional der Enzymmenge. Daher empfiehlt es sich, zur Bestimmung von Enzym-konzentrationen \u00fcber ein weiteres Bereich derselben die Spaltung des Substrats in diesem Falle bei 45\u201450\u00b0 vorgehen zu lassen. Die Temperatur, bei der die Proportionalit\u00e4t zwischen Enzym- und gespaltener Substratmenge angen\u00e4hert besteht und bei der die gespaltene Substratmenge unabh\u00e4ngig von dei Einwirkungsdauer bei gewissen Betr\u00e4gen derselben\nwird, \u00e4ndert sich mit den Werten des Quotienten Ct\npT\nHier-\nbei hat man noch den Vorteil, da\u00df die gespaltene Substrat-menge bei Temperaturen \u00fcber 45\u00b0 bei gewissen Werten der Einwirkungsdauer von der Zeit unabh\u00e4ngig ist, weil bei h\u00f6heren Temperaturen das Enzym zu Beginn der Einwirkung fast vollst\u00e4ndig zerf\u00e4llt.\nDie zur Zeit fl gespaltenen Substratmengen erh\u00e4lt man aus den zur Zeit fl = oo gespaltenen, indem man die entsprechenden Legarithmen mit dem Faktor\n\u25a0 0 ~e )\t\u2014 0 fl\nmultipliziert. Bei gr\u00f6\u00dferen Werten von pT und fl wird e ^\nverschwindend klein, der Faktor also gleich 1. In der fol-","page":56},{"file":"p0057.txt","language":"de","ocr_de":"\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\t57\ngenden Tabelle sind f\u00fcr & = 50 und 100 Stunden die Werte des Faktors\t\u2014\n0 \u00ae r )\nf\u00fcr verschiedene Temperaturen und die entsprechenden p-Werte berechnet.\nTabelle 4.\nTemperatur Grad\tP\t0 = 50\t0=100\n25\t0,0035\t0,1605\t0,2953\n80\t0,008\t0,3297\t0,5507\n40\t0,04\t0,8647\t0,9817\n45\t0,086\t0,9864\t0,9998\n\u00a30\t0,18\t0,9999\t1\n55\t0.37\t1\t1\n60\t0,80\t1\t1\n65\t2,20\t1\t1\n70\t5,9\t1\t1\n75\t15,3\t1\t1\nMan sieht, da\u00df von 45\u00b0 an die nach der Einwirkungsdauer von 100 Stunden gespaltene Substratmenge sich von der nach der Einwirkungsdauer $ = oo nicht mehr merklich unterscheidet. Bei k\u00fcrzerer Einwirkungsdauer gilt das f\u00fcr eine etwas h\u00f6here Temperatur.\nDie Abh\u00e4ngigkeit der gespaltenen Substratmenge von der Temperatur.\nSchreibt man die Gleichung 5 in der Form\ny = B \u2014 Be\nund ber\u00fccksichtigt, da\u00df \u2014 und pi von der Temperatur abh\u00e4ngt, so ist ersichtlich, da\u00df y in seiner Abh\u00e4ngigkeit von der Temperatur nur dann ein Maximum haben wird, wenn\nin seiner Abh\u00e4ngigkeit von der Temperatur ein Maximum hat.","page":57},{"file":"p0058.txt","language":"de","ocr_de":"58\n! G. Tammann und 0. Svanberg,\nBei niedrigen Temperaturen, bei denen Ct gro\u00df im Vergleich zu pT ist, hat dieser Ausdruck verschwindende Werte. Er w\u00e4chst dann mit der Temperatur an, mu\u00df aber wieder abnehmen, weil pT im Vergleich zu Ct sehr gro\u00df wird.5 Von der Enzymmenge X wird die Lage der maximalen Einwirkung unabh\u00e4ngig sein, dagegen wird sie von der Einwirkungszeit abh\u00e4ngen.\nEine notwendige Bedingung f\u00fcr das Auftreten eines Temperaturoptimums der gespaltenen Substratmenge ist, da\u00df AP ]> Ac ist, oder da\u00df die Zerfallskonstante px viel schneller mit der Temperatur zunimmt als die Spaltungskonstante cT des Substrats. Da die Enzyme allgemein sehr viel weniger stabil als die Substrate sind, so wird diese Bedingung ganz allgemein zutreffen, und daher f\u00fcr alle Enzyme eine Optimaltemperatur ihrer Wirkung zu erwarten sein, was auch zutrifft.\na) Die Abh\u00e4ngigkeit der gespaltenen Snbstratmenge von der Zeit bei verschiedenen Temperaturen.\nF\u00fchrt man in die Gleichung 5 die px- und Cx-Werte der Tabellen 1 und 2 ein, so ergeben sich f\u00fcr die Fermen t-menge 1 bei verschiedenen Temperaturen die in Fig. 3 ange-\nZut in ,5t\u00e4ndert\nFig. 3.","page":58},{"file":"p0059.txt","language":"de","ocr_de":"\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\n59\nZ\u00e9it in Stunden\nFig. 4.\nZ&Xin Stunden\nFig. 5.","page":59},{"file":"p0060.txt","language":"de","ocr_de":"60\nG. Tammann und O. Svanberg,\ngebenen Werte des gespaltenen Substrats g \u2022 100. Xach\nl\u00e4ngeren Zeiten \u2014 50 und mehr Stunden \u2014 unterscheiden sich diese Werte f\u00fcr niedrige Temperaturen unter 30\u00b0 nicht merklich und nehmen dann mit steigender Temperatur f\u00fcr\ngleiche Temperatursteigerungen zuerst wenig, dann stark und schlie\u00dflich wieder wenig ab. Das interessanteste Gebiet liegt bei kleinen Einwirkungszeiten, in dem sich die Isothermen durchschneiden, und welches daher mit vergr\u00f6\u00dferter Zeitachse in Fig. 4 dargestellt ist.","page":60},{"file":"p0061.txt","language":"de","ocr_de":"\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\n61\nW\u00fcrde das Enzym nicht zerfallen, seine Menge also w\u00e4hrend der ganzen Einwirkungszeit unver\u00e4ndert bleiben, so w\u00fcrde der Verlauf der Substratspaltung ein wesentlich anderer. Derselbe w\u00fcrde dann mit dem Verlauf einer monomolekularen Reaktion zusammenfallen, und f\u00fcr verschiedene Temperaturstufen w\u00fcrde sich die Kurvenschar Fig. 5 ergeben, die mit Werten von Ct der Tabelle 3 berechnet sind. Die Isothermen w\u00fcrden dann bei k\u00fcrzerer Einwirkungsdauer sich\nnicht schneiden und bei l\u00e4ngerer w\u00fcrden sie sich s\u00e4mtlich dem Werte 100% gespaltenen Substrats asymptotisch n\u00e4hern.\nEntnimmt man aus Fig. 3 die nach gleichen Zeiten, gespaltenen Substratmengen und stellt sie in Abh\u00e4ngigkeit von der Temperatur dar, so ergibt sich Fig. 6. Diese Kurven gleicher Einwirkungsdauer f\u00fcr die Fermentmenge 1 haben deutlich ausgepr\u00e4gte Maxima, deren Temperatur von der Einwirkungsdauer abh\u00e4ngt und mit wachsender Einwirkungsdauer sich zu tieferen Temperaturen verschiebt\u00ab\nF\u00fcr verschiedene Werte k\u00fcrzerer Einwirkungszeiten gibt","page":61},{"file":"p0062.txt","language":"de","ocr_de":"62\nG. Tammann und 0. Sranberg,\nFig. 7 die Abh\u00e4ngigkeit der pro Zeiteinheit gespaltenen Substratmenge von der Temperatur. Je kurzer die Einwirkungszeit ist, zu um so h\u00f6heren Temperaturen verschiebt sich das Maximum und verschwindet schlie\u00dflich mit verschwindender Einwirkungsdauer.\nb) Das Temperatnroptimnm der Enaymwirkimg ist von der Enzym-\nmenge unabh\u00e4ngig.\nIn welcher Weise die Optimaltemperatur von der Einwirkungszeit abh\u00e4ngt, wurde oben in der Fig. 6 gezeigt. In der Fig. 8 ist die Abh\u00e4ngigkeit der gespaltenen Substratmenge\nI02&\t\t\t\t\t\n'0 -y/\tT\\\t\t\t\n\t!>\t\\\t\t\n\\Q\tL\t\\\t\t\n\t: v\tv\tv\t\ntc\th\tj&\t\\\t\na\t\\ i\t\t\t\n2ST&35* \u0178C# \u00ab# \u00bb* 55* 60* 63*\nFig. 8.\nf\u00fcr 10 Stunden, nach welcher Einwirkungszeit das Optimum am sch\u00e4rfsten hervortritt, f\u00fcr verschiedene Enzymmengen dargestellt.\nF\u00fcr die Wirkung von Emulsin auf Salizin hatte sich ergeben, da\u00df das Temperaturoptimum von der Enzymmenge in der Tat innerhalb weiter Grenzen, von 15 bis 600 mg per","page":62},{"file":"p0063.txt","language":"de","ocr_de":"63\n\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\n100 ccm unabh\u00e4ngig ist; nur bei noch kleineren Emulsinmengen verschiebt es sich zu tieferen Temperaturen1).\nFl\u00e4chen, welche die Menge des gespaltenen Substrats in Abh\u00e4ngigkeit von der Zeit, der Temperatur und der Enzymmenge darstellen.\nDie gespaltene Substratmenge h\u00e4ngt von den genannten drei unabh\u00e4ngigen Variablen ab. Will man sie in dreidimensionalem Raume darstellen, so hat man nur zwei Variable zur Verf\u00fcgung. Als solche kann man w\u00e4hlen die Zeit und die\nFig. 9.\nTemperatur bei konstanter Enzymmenge, und ein vollst\u00e4ndiges Bild w\u00fcrde man erst erhalten, wenn man die Fl\u00e4chen dieser Schar untereinander vergleicht. Oder man w\u00e4hlt als unabh\u00e4ngige Variablen die Enzymmenge und die Temperatur f\u00fcr eine unver\u00e4nderliche Einwirkungszeit. Die Fl\u00e4chen dieser Art verdienen aber weniger Beachtung als die der ersten. Die Photographie der Fl\u00e4che f\u00fcr konstante Enzymmenge ist in Fig. 9 wiedergegeben. Die Temperaturachse verl\u00e4uft nach links, die Zeitachse nach rechts vom Beschauer, die Menge des gespaltenen Substrats ist senkrecht auf die Temperatur-\n0 Diese Zeitschr. Bd. 16, Tafel III (1892).","page":63},{"file":"p0064.txt","language":"de","ocr_de":"64\nG. Tammann und 0. Svanberg,\nzeitebene aufgetragen und durch die Endpunkte dieser Ordi-naten ist die Fl\u00e4che gelegt. Projiziert man die Schnitte senkrecht zur Zeitachse auf die Ebene der Temperaturen und gespaltenen Substratmengen, so erh\u00e4lt man die Kurvenschar der Fig. 6. Projiziert man die Schnitte der Ebenen senkrecht zur Temperaturachse durch unsere Fl\u00e4che auf die Fl\u00e4che der Zeit und der gespaltenen Substratmengen, so erh\u00e4lt man die Kurven der Fig. 3 und 4.\nVergleich der realen Enzymwirkung mit der idealen.\na) Was die G\u00fcltigkeit des monomolekularen Reaktionsverlaufs f\u00fcr die Zerfallsgeschwindigkeit der Enzyme betrifft, so sind die folgenden Tatsachen experimentell festgestellt. W\u00e4hrend beim Emulsin1) der Zerfall bei Temperaturen \u00fcber 500 nach der Gleichung monomolekularer Reaktionen vor sich geht, ist dies bei der Saccharase nicht der Fall2). Der Zerfall der Saccharase vollzieht sich langsamer, und die Zerfallskonstante ist von der Enzymkonzentration abh\u00e4ngig. Euler und Laurin deuten diese Abweichung wie folgt: \u201eMan kann die Annahme machen, da\u00df sich nicht alle Molek\u00fcle der Saccharase, welche sicher eine hochmolekulare Substanz ist (Euler und Kuliberg haben an einem sehr reinen Pr\u00e4parat ein Molekulargewicht von ca. 30000 gefunden3)), im gleichen Zustand der Hydratation befinden, sondern wie z. B. Eieralbumin (S\u00f6rensen und H\u00f6yrup4) verschiedene Mengen Wasser binden, so da\u00df sich tats\u00e4chlich verschiedene Arten von Saccharasemolek\u00fclen in der L\u00f6sung befinden, welche miteinander im Gleichgewicht stehen.\u201c\n\u201eDiesen verschiedenen Hydratationsformen wird eine verschiedene Stabilit\u00e4t zukommen, und bei Erhitzung m\u00fcssen die labilsten Molek\u00fcle zuerst der Inaktivierung durch Zerfall unterliegen. Wenn nun die Einstellung des Hydratationsgleich-\n\u2018) Tammann, Diese Zeitschr. Bd. 18, S. 426 (1895).\n*) Euler und Laurin, Diese Zeitschr. Bd. 108, S. 64 (1919).\n*) Vgl. Euler, Hedelius und Svanberg, Diese Zeitschr. (1920).\n4) S\u00f6rensen und H\u00f6yrup, Diese Zeitschr. Bd. 103, S. 267, 289ff. (1918). \u2022\ni","page":64},{"file":"p0065.txt","language":"de","ocr_de":"65\n\u00fcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\ngewichtes langsamer verl\u00e4uft als die Inaktivierung, so wird die Folge sein, da\u00df stabilere Enzymmolek\u00fcle \u00fcbrig bleiben.\u201c\nVon Bedeutung f\u00fcr den Zerfall der Enzyme sind die Erfahrungen \u00fcber ihre Stabilisierung durch Gegenwart des Substrats; f\u00fcr Saccharase und Rohrzucker ist diese Erscheinung von Euler und Laurin eingehend untersucht worden *). Diese Stabilisierung kann durch Bildung von Verbindungen des Substrats mit dem Enzym gedeutet werden. Wenn die Dissoziationskoiistante dieser Verbindung gering ist und das Substrat gegen\u00fcber dem Enzym sich in gro\u00dfem \u00dcberschu\u00df befindet, dann ist nach dem Massenwirkungsgesetz praktisch die ganze Enzymmenge als jene Verbindung vorhanden. In diesem Fall sollte die Reaktionskonstante direkt proportional der Menge des Enzyms sein, was nach Euler und Svanberg*) f\u00fcr die Wirkung von Saccharase auf Rohrzucker zutrifft. Wenn dagegen die Dissoziationskonstante gro\u00df ist und das Substrat gegen\u00fcber dem Ferment in nicht erheblichem \u00dcberschu\u00df vorhanden ist, dann w\u00fcrde das Proportionalit\u00e4tsgesetz durch andere Gesetze, wie z. B. die Sch\u00fctz sehe Regel, nach der die Reaktionsgeschwindigkeit proportional der Quadratwurzel der Enzymkonzentration ist, abgel\u00f6st werden. Diese Kegel trifft zu sowohl f\u00fcr die Wirkung des Pepsins auf Eieralbumin8) als auch die des Steapsins auf Fette4)6) und vielleicht auch die des Trypsins auf Eiwei\u00df8). Die Bildung von Verbindungen zwischen Enzym und Substrat ist neuerdings durch die Arbeiten von Michaelis und Menten7) einerseits und von Euler und Svanberg8) anderseits sehr wahrscheinlich geworden. Letztere zeigten, da\u00df die Hemmung der Sac-\n') Euler und Laurin, Diese Zeitschr. Bd. 108, S. 64 (1919).\n2)\tEuler und Svanberg, Fermentforschung Bd. 3, S. 330 (1920).\n3)\tSch\u00fctz, Diese Zeitschr. Bd. 9, S. 577 (1885).\n*) Kanitz, Diese Zeitschr. Bd. 46, S. 482 (1905).\n5)\tEngel, Hofmeisters Beitr. Bd. 7, S. 77 (1905).\n6)\tPawlow, Die Arbeit der Verdauungsdr\u00fcsen S. 33 (Wiesbaden 1898). Vgl. Hedin, Journ. of Physiol. Bd. 32, S. 468 (1905).\n7)\tMichaelis und Menten, Biochem. Zeitschr. Bd.49, S. 333 (1913).\np) Euler und Svanberg, Fermentforschung loc. cit. \u2014 Fermentforschung Bd. 4 (1920).\nHoppe-Seyler\u2019s Zeitschrift f. physiol. Chemie. CXI.","page":65},{"file":"p0066.txt","language":"de","ocr_de":"66\n6. Tammaun und 0. Svanberg,\ncharasewirkung durch Silber- und Quecksilbersalze durch F\u00e4llung dieser mit Schwefelwasserstoff aufgehoben werden kann, da\u00df man auf diese Giftwirkung die Massenwirkungs-gesetze anwenden kann und da\u00df auch die Giftwirkungen der aromatischen Amine vom Massenwirkungsgesetz beherrscht werden.\n\u2022\u2022\nb) Uber den zeitlichen Verlauf der Spaltung des Substrats unter Einflu\u00df des Enzyms bei unver\u00e4nderlicher Temperatur gibt es viele Angaben, die einander zum Teil widersprechen. Ein monomolekularer Verlauf ist nur dann zu erwarten, wenn die Zerfallsgeschwindigkeit des Enzyms im Vergleich zur Spaltungsgeschwindigkeit des Substrats zu vernachl\u00e4ssigen ist. Das kann aber nur bei relativ tiefen Temperaturen und gr\u00f6\u00dferen Enzymmengen zutreffen. Unter diesen Bedingungen ist f\u00fcr die Wirkung von Saccharase auf Rohrzucker der monomolekulare Verlauf der Spaltung beobachtet worden1)-), dasselbe trifft f\u00fcr die Wirkung von Katalase auf Wasserstoffsuperoxyd zu3) und f\u00fcr die des Erepsins auf Peptide4). Allerdings mu\u00df in diesen F\u00e4llen noch einer weiteren Bedingung gen\u00fcgt sein, die Konzentration der Wasserstoffionen mu\u00df unver\u00e4ndert gehalten werden, worauf von S\u00f6rensen6) und Michaelis6) hingewiesen wurde. Bei der Spaltung des Rohrzuckers kann eine weitere Komplikation dadurch eintreten, da\u00df zuerst \u00ab-Glukose entsteht, welche in alkalischen L\u00f6sungen unter Verschwinden der Multirotation ihre richtige Drehung sehr schnell annimmt, w\u00e4hrend in schwach sauren L\u00f6sungen, in denen die Spaltungsgeschwindigkeit des Rohrzuckers durch das Enzym am gr\u00f6\u00dften ist, die richtige Drehung sich nur langsam einstellt1)*). Es liegt die Vermutung nahe, da\u00df bei\n') O\u2019Sullivan und Tompson, Journ, Chem. Soc. London Bd. 57, S. 834 (1890).\n*) Hudson, Journ. Americ. Chem. Soc. Bd. 30, S. 1160\u20141166 (1908). *) Siehe Euler und Blix, Diese Zeitschr. Bd. 105, S. 83 (1919).\n*) Dernby, Biochem. Zeitschr. Bd. 81, S. 107 (1917). r>) S\u00f6rensen, Biochem. Zeitschr. Bd. 21, S 131 (1909).\u2014 Asher-Spiros Ergebnisse der Physiologie (1912).\n\u00b0) Michaelis, Die Wasserstoffionenkonzentration (Berlin 1914).","page":66},{"file":"p0067.txt","language":"de","ocr_de":"\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme.\n67\nBer\u00fccksichtigung aller Nebenwirkungen auch f\u00fcr die Spaltung des Substrats der Reaktionsverlauf monomolekularer Reaktionen, wie bei der Katalyse durch S\u00e4uren, gilt.\nDie Formel von Arrhenius f\u00fcr die Abh\u00e4ngigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur scheint f\u00fcr die Zerfallskonstante des Enzyms nur f\u00fcr kleinere Temperaturintervalle zu gelten. Doch ist zu ber\u00fccksichtigen, da\u00df bei demselben Enzym nicht nur der Wert der Zerfallskonstante, sondern auch ihre durch Aj> bestimmte Temperaturabh\u00e4ngigkeit sich mit der Acidit\u00e4t der L\u00f6sung stark \u00e4ndern kann1).\n') Euler und Laurin, Diese Zeitsclir. Bd. 108, S. 426 (1919).'","page":67}],"identifier":"lit20890","issued":"1920","language":"de","pages":"49-67","startpages":"49","title":"\u00dcber die quantitative Wirkung der Enzyme","type":"Journal Article","volume":"111"},"revision":0,"updated":"2022-01-31T15:10:40.246197+00:00"}