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{"created":"2022-01-31T16:43:59.163335+00:00","id":"lit37564","links":{},"metadata":{"alternative":"Zeitschrift f\u00fcr Physiologische Chemie","contributors":[{"name":"Hedin, S. G.","role":"author"}],"detailsRefDisplay":"Zeitschrift f\u00fcr Physiologische Chemie 64: 82-90","fulltext":[{"file":"p0082.txt","language":"de","ocr_de":"Weiteres \u00fcber die Kinetik der Enzymwirkungen.\nVon\nS. G. Hedin.\n(Der Redaktion zugegangen am 12. Dezember 1909.)\nBei monomolekularen katalytischen Reaktionen in einem homogenen Medium gelten folgende zwei S\u00e4tze:\n1.\tBei gegebener Katalysatormenge ist die Reaktionsgeschwindigkeit oder die in der Zeiteinheit umgesetzte Substratmenge der jeweiligen Substratkonzentration proportional.\n2.\tBei etwa durch Zugabe von Substrat konstant gehaltener Substratkonzentration ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Konzentration des Katalysators proportional.\nBedeutet G die Substratkonzentration, t die Reaktionszeit und k eine von der Katalysatormenge abh\u00e4ngige Konstante, und ist dC die in der Zeit dt umgesetzte Substratmenge,\nso ist---- die Reaktionsgeschwindigkeit. Nach dem Satz 1\n\u2022 * i\tdC , n\nist also\t----= k . G.\ndt\ndC\nWie ersichtlich, ist----oder die Reaktionsgeschwin-\ndigkeit = k f\u00fcr den Fall, da\u00df C (durch Zugabe von Substrat) = 1 gehalten wird, und k ist also unter dieser Voraussetzung die Reaktionsgeschwindigkeit. Nach dem zweiten der obigen S\u00e4tze ist also k der Katalysatormenge proportional, k wird der Geschwindigkeitskoeffizient genannt.\nDer erste Satz ist auch f\u00fcr gewisse enzymatische Spaltungsprozesse best\u00e4tigt worden. Der Katalysator ist in diesem Falle das Enzym. Die Bedingung f\u00fcr die G\u00fcltigkeit des Satzes, da\u00df die wirksame Enzymmenge w\u00e4hrend des ganzen Versuches dieselbe bleiben mu\u00df, trifft nur zu Anfang des Prozesses zu,","page":82},{"file":"p0083.txt","language":"de","ocr_de":"83\n\u00dcber die Kinetik der Enzymwirkungen.\nund folglich ist auch die G\u00fcltigkeit der Regel zu dem Anfang begrenzt. Beispiele enzymatischer Prozesse, wo der erste Satz sich bew\u00e4hrt hat, sind: die Zerlegung von H2\u00d62 durch H\u00e4mase1) und von Glycylglycin durch Erepsin.2)\nDen zweiten der obigen S\u00e4tze habe ich auch f\u00fcr Enzvm-reaktionen als g\u00fcltig erwiesen, n\u00e4mlich f\u00fcr den Fall, da\u00df bei gleichen Substratmengen die Zeiten gleichen Umsatzes den zugesetzten Enzymmengen umgekehrt proportional sich verhalten. 3) Wie ich damals besonders hervorgehoben habe, ist die Herleitung streng genommen nur unter der Voraussetzung als richtig anzusehen, da\u00df das eben angef\u00fchrte Enzym-Zeitgesetz f\u00fcr verschiedene Stadien des Prozesses als zutreffend sich erweist. Dies bedeutet, da\u00df der Proze\u00df mit verschiedenen Enzymmengen durch Nebenreaktionen und andere St\u00f6rungen in der gleichen Weise beeinflu\u00dft wird und gewisserma\u00dfen dem gleichen Weg folgt; nur geht der Proze\u00df mit einer kleinen Enzymmenge langsamer als mit einer gr\u00f6\u00dferen. Da\u00df dem so ist, habe ich f\u00fcr einige F\u00e4lle nachweisen k\u00f6nnen, n\u00e4mlich f\u00fcr die Verdauung von Casein durch Trypsin in schwach alkalischer L\u00f6sung, f\u00fcr die Verdauung von in schwach alkalischer L\u00f6sung erhitztem und danach bis zu neutraler Reaktion dialysiertem Serumalbumin ebenso von in der gleichen Weise behandeltem Eierklar.4) Dagegen ist das Enzym-Zeitgesetz bei der Verdauung von Leim durch Trypsin nicht in dem gleichen Umfange g\u00fcltig.5)\nWeitere Versuche mit Trypsin.\nIm Anschlu\u00df an die eben erw\u00e4hnten Versuche mit denaturiertem Serumalbumin habe ich einige weitere Untersuchungen mit dem gleichen Substrat ausgef\u00fchrt. Das Albumin wurde in \u00fcblicher Weise durch fraktionierte F\u00e4llung mit Am2S04 und Dialyse hergestellt. Dann wurde mit 0,l\u00b0/oigem Na2C03\n\u2018) Sent er, Zeitschrift f. physik. Chem., Bd. XL1V, S. 257, 1903.\n8) Euler, Diese Zeitschrift, Bd. LI, S. 213, 1907.\n3)\tDiese Zeitschrift, Bd. LVII, S. 468, 1908.\t.\t.\n4)\tJourn. of Physiol., Bd. XXXII, S. 468, 1905.\n6) Nicht publizierte Untersuchungen.","page":83},{"file":"p0084.txt","language":"de","ocr_de":"S. (i. HetUn.\nH1\n'* Stunde .auf dem Wasserbade erhitzt, um die hemmende Wirkung des Serumalbumins auf die tryptisehe Verdauung zu vernichten. Zur selben Zeit wird das Albumin durch Trypsin leichter verdaulich. Das Alkalicarbonat wurde so vollst\u00e4ndig wie m\u00f6glich wegdialysiert und, wenn n\u00f6tig, neutrale Reaktion gegen Lackmus mit S\u00e4ure hergestellt. Das Trypsin wurde durch Autolyse der Pankreasdr\u00fcse vom Ochsen und Dialyse bereitet, wobei genau darauf geachtet wurde, da\u00df die Reaktion schlie\u00dflich neutral sich erwies. Die Stickstoffmenge in 30 ccm der klaren Trypsinl\u00f6sung entsprach 1 ccm V'io-n-S\u00e4ure. Bei den folgenden Analysen wurde der Stickstoff der angewandten Enzymmenge abgezogen.\n* Bereits bei meinen ersten Versuchen mit denaturiertem Serumalbumin fand ich, da\u00df das Enzym-Zeitgesetz nicht zutrifft f\u00fcr den Fall, da\u00df die Digestionsfl\u00fcssigkeit alkalisch reagiert. Ist die Reaktion neutral, so entsteht fr\u00fcher oder sp\u00e4ter w\u00e4hrend der Verdauung ein Niederschlag, welcher allm\u00e4hlich unter dem Einflu\u00df des Trypsins aufgel\u00f6st wird. Da\u00df die Bildung des Niederschlages eine Folge der Trypsinwirkung ist, geht zur Gen\u00fcge daraus hervor, da\u00df derselbe bei Anwendung von gekochtem Trypsin ausbleibt. Au\u00dferdem steht die Zeit, nach welcher der Niederschlag zu entstehen beginnt, in einem gewissen Zusammenhang mit der Trypsinmenge. In vielen Versuchen habe ich die fragliche Zeit der Enzymmenge umgekehrt proportional gefunden. Da ich aber in anderen recht betr\u00e4chtliche Abweichungen von dieser Regel gefunden habe, bin ich nicht geneigt, irgend welche Schl\u00fcsse aus diesen Versuchen zu ziehen, zumal das Einsetzen der Bildung des Niederschlages nicht eben leicht zu beobachten ist. Der Niederschlag ist in schwachem Alkali l\u00f6slich und aus einer solchen L\u00f6sung durch Neutralisieren f\u00e4llbar; ein \u00dcberschu\u00df von Essigs\u00e4ure l\u00f6st den Niederschlag wieder. Bei neutraler Reaktion wird also der Niederschlag nur unter der Einwirkung des Trypsins weiter ver\u00e4ndert. Diese Ver\u00e4nderungen des Substrates habe ich in der Weise verfolgt, da\u00df ich nach Zeiten, welche den Enzymmengen umgekehrt proportional waren, das Digestionsgemisch filtriert und den Stickstoff in gleichen Volumina des wasser-","page":84},{"file":"p0085.txt","language":"de","ocr_de":"i ber di\u00ab* Kinetik der Enzymwirkungen\tSo\nklaren Filtrates bestimmt habe. Nat\u00fcrlich waren in. allen zu vergleichenden Proben alle \u00fcbrigen Bedingungen die gleichen; nur die Fnzymmengen und die Digestionszeiten wurden variiert. Wie aus den folgenden Versuchen ersichtlich, waren die erhaltenen Stickstofimengen nach der gleichen Zahl von Knzym-Zeiteinheiten dieselben; bedeutet p die Enzymmenge und t die Digestionszeit, ergaben folglich alle diejenigen Proben die gleichen Stickstoffmengen oder den gleichen Umsatz, f\u00fcr welche das Produkt p \u2022 t dieselbe Ziffer betrug.\nVersuch 1.\nDie Serumalbuminmenge war 25 ccm und die Summe von Trypsin -f zugesetztem Wasser betrug 40 ccm- 30 ccm Filtrat wurde f\u00fcr die N-Bestimmung benutzt. Die Ziffern der letzten Kolumne geben die Stickstoffmengen in Kubikzentimetern Vio-Normal-S\u00e4ure an.\nEnzymmenge\tDigestionszeit\tStickstoffmenge\nccm\tStunden\tccm\n30\t24\t34,45 .\n15\t48\t34.4\n10\t72\tj\t34,35 !\n40 ccm nicht filtrierter Digestionsfl\u00fcssigkeit ergaben 39,3 ccm, welche Ziffer folglich der ganzen vorhandenen Stickstoffmenge entsprach. Die Zahlen der letzten Kolumne sind gleich, was beweist, da\u00df der Niederschlag in allen Proben dieselbe Stickstoffmenge enthielt.\nVersuch 2.\nDie angewandten Volumina waren dieselben wje oben; nur wurden f\u00fcr die Stickstoflbestimmung 30 ccm Filtrat genommen. (Siehe erste Tabelle S. 30.)\t\u2022 l\nDie Stickstoffmenge in 30 ccm nicht filtrierten Gemisches entsprach 38,8 ccm S\u00e4ure und der Niederschlag enthielt demnach zu Anfang (p \u2022 t = 5) mehr als die H\u00e4lfte der ganzen Stickstoffmenge. In diesem Versuch wurde auch die Stickstoffmenge des Gerbs\u00e4urefiltrates in Proben, welche der zweiten","page":85},{"file":"p0086.txt","language":"de","ocr_de":"86\nS. G. He din,\n.\tEnzymmenge ccm\t\tDigestionszeit in Tagen\tN-Menge ccm\n\t\t5\t1\t18,6\nP \u2022 t\t5\t\t2,5\t2\t18,3\n\t\t1,67\t3\t18,4\n\t\t10\t1\t21,45\np . t = 10\t\t\u2022 5\t2\t21,15\n\t\t3,3\t3\t21,4\n\t\t15\t1\t23,15\np . t = 15\t\t7,5\t2\t23,25\n\t\t5\t3\t22,85\nGruppe (p \u2022 t = 10) geh\u00f6rten, bestimmt. Die fraglichen Proben wurden also nach geh\u00f6rigen Zeiten mit einem gewissen Volumen Gerbs\u00e4ure gef\u00e4llt, die Stickstoffmenge im gleichen Volumine der Filtrate bestimmt und die erhaltenen Ziffern f\u00fcr 30 ccm der Digestionsfl\u00fcssigkeit umgerechnet.\nP ccm\tt (Tage)\tObige Zahlen ccm\tGerbsaures Filtrat ccm\nJO\t1 1\t21,45\t14,45\n5\t2\t21,15\t14,35\n3,33\t3\t21,40\t14,45\nAuch die Stickstoffmenge des Gerbs\u00e4urefiltrates zeigt also an, da\u00df der Umsatz nach der gleichen Zahl von Trypsin-Zeiteinheiten der gleiche bleibt, was ich \u00fcbrigens bereits vorher nachgewiesen habe.1) Die Stickstoffmenge des Gerbs\u00e4urefiltrates ist geringer als die des Filtrates von dem bei der Digestion gebildeten Niederschlag, weil die Gerbs\u00e4ure gewisse von den wasserl\u00f6slichen Verdauungsprodukten ausf\u00e4llt.\nMit Hilfe von zwei verschiedenen Analysemethoden ist es also zugleich bewiesen worden, da\u00df die Ver\u00e4nderungen des Substrates nach dem Verlauf von der gleichen Zahl von Enzym-\n\u2018) Journ. of Physiol. (Engl ), Bd. XXXII, S. 473, 1905.","page":86},{"file":"p0087.txt","language":"de","ocr_de":"\u00dcber die Kinetik der Enzymvvirkungen.\t87\nZeiteinheiten dieselben sind. Da au\u00dferdem beide Methoden f\u00fcr verschiedene Stadien der Reaktion diese Regelm\u00e4\u00dfigkeit ergeben, gilt also die Regel, da\u00df der Geschwindigkeitskoeftizient der Enzymmenge proportional sich verh\u00e4lt nach der Herleitung, welche ich vorher gegeben habe.1)\nDie obigen Versuche wurden mit gekochtem und neutralisiertem Serumalbumin ausgef\u00fchrt. Wenn man aber anstatt Serumalbumin eine Mischung von Serumalbumin und v\u00f6llig neutralem (dialysiertem) Eierklar als Substrat verwendet, hat das Enzym-Zeitgesetz keine G\u00fcltigkeit mehr, wie folgender Versuch zeigt.\nVersuch 3.\n25 ccm gekochtes und neutralisiertes Serumalbumin wurde mit 5 ccm Wasser resp. 5 ccm neutralem Eierklar vermischt. Zu beiden Proben wurden 15 ccm (Trypsin -f- H20) zugegeben, worauf unten angegebene Zeiten digeriert und mit 10 ccm Gerbs\u00e4urel\u00f6sung gef\u00e4llt wurde. Dann wurde vom gebildeten Niederschlag filtriert und, wie oben, die N-Menge der Filtrate bestimmt.\nEnzymmenge ccm\tDigestionszcit in Tagen\tN-Menge Serumalb. -j- H20 ccm\tN-Menge Setum\u00e4lb. -f Eierklar ccm\n15\t1\t10,95\tV 8,8:\n7,5\t2\t10,8\t5\n5\t3\t10,85\t2,85\nIn allen Proben mit Serumalbumin -f- Eierklar finden wir also eine bedeutende Hemmung gegen\u00fcber den Proben ohne Eierklar, und zwar ist diese Hemmung am kr\u00e4ftigsten ausgesprochen in der Probe mit der geringsten Enzymmenge und sinkt mit zunehmender Menge. Dasselbe Verh\u00e4ltnis habe ich vorher gefunden bei Untersuchung der Hemmung, welche Eierklar auf die tryptische Verdauung des Caseins aus\u00fcbt.2)\nDa\u00df die Reaktionsgeschwindigkeit bei konstant gehaltener Substratkonzentration der Enzymmenge proportional sich ver-\n\u2018) Diese Zeitschrift, Bd. LVII, S. 468, 1908.\n2) Diese Zeitschrift, Bd. LVII, S. 474, 1908.","page":87},{"file":"p0088.txt","language":"de","ocr_de":"88\nS. G. Hcdin,\nh\u00e4lt, bedeutet^ da\u00df die wirksame Enzymmenge der zugesetzten proportional ist. Dies ist\talso der\tFall,\twenn\tdas Serumalbumin\tallein als Substrat\tvorhanden ist,\taber\tnicht, wenn\nau\u00dferdem noch Eierklar zugesetzt wird. In der Gegenwart von Eierklar wird weniger Serumalbumin verdaut als ohne dasselbe und zwar ist der Unterschied gr\u00f6\u00dfer, je kleinere Enzymmenge zugesetzt wurde. Nach der herrschenden Ansicht beruht die Hemmung auf einer Aufnahme des Enzyms seitens der hemmenden Substanz. In dem obigen Falle liegt also die Sache folgenderma\u00dfen. Die auf das Serumalbumin wirkende Enzymmenge ist, falls kein Eierklar zugegen ist, der zugesetzten Enzymmenge proportional. Ist Eierklar neben dem Serumalbumin\tvorhanden, nimmt\tdasselbe\teinen\tTeil\tdes Enzyms\nan sich,\tund da das native\tEierklar\tdurch\tTrypsin praktisch\nunverdaulich ist, so folgt eine der mit dem Eierklar verbundenen Trypsinmenge entsprechende Hemmung der totalen Verdauung. Aus der stattgehabten Hemmung ist also zu erschlie\u00dfen, da\u00df die durch das Eierklar aufgenommenen Enzymmengen prozentisch um so gr\u00f6\u00dfer sind, je geringere Enzymmenge zugegeben wurde. Dasselbe gilt f\u00fcr den Fall, da\u00df die Verdauung von Casein durch Eierklar gehemmt wird.\nVersuche mit Lab.\nDie Aufnahme von Enzym durch Substanzen, welche die Enzymwirkung hemmen, habe ich auch f\u00fcr das Lab untersucht und zwar, wie oben, mit Hilfe des Enzym-Zeitgesetzes. F\u00fcr ein solches Studium ist das Lab insofern weniger geeignet als das Trypsin, als man mit dem Lab nur ein Stadium der Enzymwirkung, n\u00e4mlich das im Gerinnungsaugenblicke f\u00fcr verschiedene Proben vergleichen kann, w\u00e4hrend beim Trypsin der ganze Verlauf des Umsatzes verglichen werden kann und tats\u00e4chlich unter gewissen Bedingungen gleich gefunden wurde. Beim Zusatz von hemmenden Substanzen finden beim Lab wie beim Trypsin Abweichungen vom Enzym-Zeitgesetz statt, welche auf andere Verteilung des Enzyms hindeuten. Als allgemeine Regel gilt auch hier, da\u00df eine hemmende Substanz um so kr\u00e4ftiger wirkt, je geringere Enzymmenge vorhanden ist, oder da\u00df der Hemmungs-","page":88},{"file":"p0089.txt","language":"de","ocr_de":"\u00dcber die Kinetik der Enzymwirkungen.\t.\t89\nk\u00f6rper von einer kleinen Enzymmenge prozentisch mehr an sich nimmt als von einer gr\u00f6\u00dferen. Diese Regel ist am deutlichsten ausgesprochen f\u00fcr den Fall, da\u00df Hemmungsk\u00f6rper und Enzym vor dem Zugeben des Substrats (Milch) vermischt werden. Wird das Enzym erst nach dem Vermischen von Hemmungsk\u00f6rper und Milch zugesetzt, so kann es eintrefTen, da\u00df das Enzym-Zeitgesetz auch bei Gegenwart von Hemmungsk\u00f6rper g\u00fcltig bleibt. Dies geschieht in solchen F\u00e4llen, wo die Enzymmenge im Vergleich mit dem Hemmungsk\u00f6rper gro\u00df ist, und es ist mir in den meisten F\u00e4llen gelungen, beim Gebrauch von gr\u00f6\u00dferen Mengen Hemmungsk\u00f6rper die oben angedeuteten Abweichungen vom Enzym-Zeitgesetz nachzuweisen. Als Hemmungsk\u00f6rper dienten diejenigen Substanzen, welche ich bereits vorher als solche untersucht habe, n\u00e4mlich Serum, Eierklar und Knochenkohle.1) Bereits wurden einige Versuche publiziert, welche die vorliegende Frage ber\u00fchren, und aus diesen geht zur Gen\u00fcge hervor, da\u00df die eben genannten Abweichungen vom Enzym-Zeitgesetz leicht nachweisbar sind f\u00fcr den Fall, da\u00df das Enzym und Hemmungsk\u00f6rper zun\u00e4chst vermischt werden.2) Folglich werden hier nur solche Versuche angef\u00fchrt, bei welchen die Milch und der Hemmungsk\u00f6rper vor dem Zusatz des Labs vermischt wurden.\nIm folgenden Versuche diente als Hemmungsk\u00f6rper Pferdeserum, das mit 40 Volumen Wasser verd\u00fcnnt war. Bestimmungen der Gerinnungszeiten wurden ausgef\u00fchrt einerseits mit Enzym -f- verd\u00fcnntem Serum, anderseits mit Wasser anstatt Serum. Die letzteren Proben enthielten also\n10 ccm Milch -f- 1 ccm II20 + 1 ccm Lab . . . A. die ersteren\n10 ccm Milch -f 1 ccm Serum + 1 ccm Lab . . . B.\nDie Konzentrationen der Labl\u00f6sungen verhielten sich wie l :3 4:2 3 : Va : Vs. Die unter den Konzentrationen angegebenen Ziffern sind die Gerinnungszeiten; die nebenbei eingetragenen eingeklammerten Zahlen sind das Produkt Labmenge X Gerinnungszeit. In der Serie A ist dieses Produkt konstant, was beweist, da\u00df hier das Enzym-Zeitgesetz in Geltung ist; in der Serie B steigt\n*) Diese Zeitschrift, Bd. LX, S. 85 u. 364, 1903.\n*) Diese Zeitschrift, Bd. LX, S. 89, 365, 369.","page":89},{"file":"p0090.txt","language":"de","ocr_de":"\u2022JO S. G. Hcdin. \u00dcber die Kinetik der Enzymwirkungen.\ndas Produkt mit fallender Enzymmenge, woraus folgt, da\u00df die Gerinnungszeiten mit fallender Enzymmenge rascher steigen, als das Gesetz verlangt. Die Resultate waren:\nKonzentration der Labl\u00fcsungen.\n; | 1\t3 4\t! \u00bb,\t! \"\tV\u00bb;\n] Min. A\tid8 4 (ilvo : B\t15\t(15)\tMin. 15*4 (lTte) 23\t(17 VA\tMin. 17-v. am] 27 * 4 (18 V*)\tMin. 231/. (11/4) MV. (26 V4) ;\tMin. 35\t(ll\u00bb/3) >180 (>60)\nMit Eierklar des Hemmungsk\u00f6rpers wurde ein Versuch in der gleichen Weise wie mit Serum ausgef\u00fchrt. Die Buchstaben A und B werden in derselben Bedeutung angewandt wie oben. Die gebrauchten Volumina waren:\n10 ccm Milch -f- 1 ccm H20\t-f- 1 ccm Lab ... A\n10 >\t* -f- 1 \u00bb Eierklar -f- 1 \u00bb \u00bb . . . B.\nDie Labkonzentrationen waren dieselben wie oben.\nKonzentration der Labl\u00f6snngen.\n! 1\tV\t2h\t\t' */\u00bb\nMin.\tMin.\tMin A\tIIs 4 (113/*) l\u00d4V/\u00ee (11716) 17V* (HVs) i B 13\t(13)\t18\t(13 V*) 22\t(U*/3) Mit Kohle habe ich kaum irgend\t\t\tMin.\tj Min. t 23Y* (11 (4)\t35 (IP/3) 31V4 (15%) J 60 (20) [ welche Hemmung der\t\nLabwirkung f\u00fcr den Fall nachweisen k\u00f6nnen, da\u00df die Kohle zun\u00e4chst mit der Milch vermischt wird. Dies liegt daran, da\u00df irgend welche Substanz in der Milch (Eiwei\u00df?) durch die Kohle adsorbiert wird, was eine nachtr\u00e4gliche Aufnahme von Lab so gut wie vollst\u00e4ndig verhindert, wie ich bereits vorher nachgewiesen habe.1)\nSchlu\u00dffolgerung.\nAus den angef\u00fchrten Versuchen sowie aus anderen, die ich vorher publiziert habe, ist zu ersehen, da\u00df das Enzym-Zeitgesetz, wenn Hemmungsk\u00f6rper zugegen sind, oft v\u00f6llig versagt, und es w\u00e4re wohl m\u00f6glich, da\u00df die Nichtg\u00fcltigkeit des Gesetzes in gewissen F\u00e4llen dem Vorhandensein von Hemmungs-k\u00f6rper \u2014 im Substrat oder im Enzym \u2014 zuzuschreiben w\u00e4re.\n\u2018) Diese Zeitschrift, Bd. LXIII. S. 150, 1909.","page":90}],"identifier":"lit37564","issued":"1910","language":"de","pages":"82-90","startpages":"82","title":"Weiteres \u00fcber die Kinetik der Enzymwirkungen","type":"Journal Article","volume":"64"},"revision":0,"updated":"2022-01-31T16:43:59.163341+00:00"}