Chemical approaches to intermediates of enzyme catalysis

Zusammenfassung Die Untersuchung von Enzymsubstratkomplexen auf katalyse-induzierte Änderungen der chemischen Reaktivität hat sich als ein aufschlussreicher experimenteller Zugang zum Mechanismus enzymatischer Reaktionen erwiesen. Ternäre Systeme bestehend aus Enzym, Substrat und einem geeigneten Reagens (Tetranitromethan=TNM) sind auf katalyse-abhängige Reaktionen geprüft worden, die nur im vollständigen System, jedoch nicht mit Reagens und Enzym allein oder Reagens und Substrat allein beobachtet werden. Untersuchungen mit Aldolasen und Aspartat-Aminotransferase haben ergeben, dass katalyseinduzierte Reaktivität sowohl auf dem Substrat-als auch auf dem Enzymteil eines Enzym-Substratkomplexes nachgewiesen werden kann.Im Reaktionsmechanismus von Muskelaldolase (eine Lysinaldolase) und von Hefealdolase (eine Metallaldolase) lässt sich mit TNM ein intermediäres Carbanion des Substrats nachweisen. Die TNM-carbanion-Reaktion lässt sich spektralphotometrisch verfolgen und ist benutzt worden, um carboxypeptidase-behandelte Muskelaldolase und den Effekt von Cofaktoren auf die Hefealdolase zu untersuchen.Katalyse-induzierte Reaktivitätsveränderungen einer Enzymseitenkette sind bei der Aspartat-Aminotransferase beobachtet worden. Ein essentieller Tyrosylrest, der in der Abwesenheit von Substrat nicht mit TNM reagiert, wird ungewöhnlich reaktiv im Laufe der Katalyse und ermöglicht dabei seine selektive Nitrierung.Die katalyse-synchrone oder synkatalytische Aktivierung dieses Aminosäurerests scheint ein integraler Bestandteil des katalytischen Mechanismus von Aspartat-Aminotransferase zu sein und wird vermutlich durch katalyse-induzierte Konformationsänderungen des Enzym-Coenzym-Substratkomplexes hervorgebracht. Mögliche funktioneile Zusammenhänge synkatalytischer Reaktivitätsänderungen funktioneller Gruppen mit der Konformationsflexibilität des Enzymproteins und dem Vorkommen metastabiler Zwischenprodukte in der Enzymkatalyse werden diskutiert.     

Induction of specific differentiation by samples of proteins and nucleoproteins in the isolated ectoderm ofTriturus-gastrulae

Zusammenfassung Ein Präparat von Ribonukleoproteiden der Meerschweinchenleber induziert im isolierten Ektoderm der jungen Gastrula vonTriturus pyrrhogaster archenzephale und deuterenzephale Strukturen. Die Induktionsfähigkeit des Präparates bleibt unverändert nach der Reinigung durch Ultrazentrifugierung oder nach der Entfernung von Ribonukleinsäure mit Ribonuklease. Anderseits kann die Behandlung des Präparates mit Pepsin und Trypsin die Induktionsfähigkeit progressiv und weitgehend inaktivieren. Mit Präparaten von Ribonukleoproteiden der Meerschweinchenniere werden spino-caudale oder deuterenzephale, aber keine archenzephalen Differenzierungen im Ektoderm ausgelöst. Die Induktion der rumpfmesodermalen Strukturen im Ektoderm durch das Meerschweinchenknochenmark ist mit dem bei pH 4,7 ausfällbaren Anteil der überstehenden Flüssigkeit nach der Ultrazentrifugierung des Extraktes verbunden, und nicht mit der Mikrosomenfraktion, wie das in der Leber und Niere der Fall ist. Die qualitative Veränderung der induktiven Fähigkeiten, die das Knochenmark während der progressiven Hitzebehandlung erfährt, wird analysiert und ihre theoretische Bedeutung kurz diskutiert.     

Excitatory and inhibitory pathways involved in lower reflex integration

Zusammenfassung Auf Grund der Frequenzabhängigkeit des respiratorischen Effektes der afferenten Vagusreizung und des lokalisatorischen Nachweises von zwei getrennten zentralen Schaltstellen für den inspiratorischen und den exspiratorischen Effekt läßt sich ein funktionelles Schema der vagalen Atmungsreflexe aufstellen. Die afferenten Lungenfasern des Vagus treten in synaptische Verbindung mit Schaltneuronen im Nucleus tractus solitarii und in der angrenzenden Zone der Formatio reticularis lateralis. Auf einem mehr kaudalen Niveau sind diese Schaltneurone inspiratorisch wirksam; ihre Neuriten bilden erregende Synapsen an den inspiratorischen Motoneuronen. Auf einem etwas mehr kranialen Niveau sind sie exspiratorisch wirksam; es wird angenommen, daß sie über besondere Synapsen eine direkte Hemmung auf die inspiratorischen Motoneurone ausüben. Diese exspiratorischen bzw. inspiratorischhemmenden Schaltneurone haben ein geringeres «Summationsvermögen» als die inspiratorischen und werden daher erst durch höhere afferente Erregungsfrequenzen in Aktion versetzt. Ihr hemmender Einfluß ist aber imstande, die motorische Auswirkung der gleichzeitig immer vorhandenen inspiratorischen Aktivierung gänzlich zu verhindern. Dieses Prinzip des doppelten zentralen Schaltweges für Erregung und Hemmung läßt sich in verallgemeinerter Form auf spinale Reflexe anwenden, wo ein hemmender Einfluß steigender afferenter Erregungsfrequenzen ebenfalls besteht. Ein in ähnlicher Weise antagonistisch wirkendes Schaltneuron-system ist für Reflexe mit tonischem Charakter als grundlegend anzunehmen, während der direkte monosynaptische Schaltweg als sekundär vereinfachter Mechanismus für gewisse phasische Reaktionen zu betrachten ist.     

FSH-releasing effect of clomiphene in the female rat

Zusammenfassung Der Effekt von Clomifendihydrogenzitrat auf den FSH-Release der Ratte wurde untersucht. Die i.v. Injektion von 300 bzw. 600 µg Clomifendihydrogenzitrat/Tier führte bei oophorektomierten, weiblichen Ratten, die mit Östradiol und Progesteron blokkiert worden waren, zu einer signifikanten Erhöhung der FSH-Aktivität im Plasma. Eine Beeinträchtigung des FSH-Nachweises durch noch im Plasma befindliches Clomifendihydrogencitrat konnte ausgeschlossen werden.     

Increase of free 5-hydroxytryptamine in blood plasma by reserpine and a benzoquinolizine derivative

Zusammenfassung Nach Vorbehandlung von Kaninchen mit einem Monoaminoxydase-Hemmer des Hydrazin-Typs wurde plättchenreiches Plasma mit Reserpin und einem Benzochinolizin-Derivat inkubiert. Im Plasma kam es dadurch zu einem Anstieg des nicht an Thrombozyten gebundenen 5HT, der dem Abfall des Amins in den Thrombozyten entsprach. Bei Kontrolltieren (ohne Monoaminoxydase-Hemmer) führte die Inkubation von plättchenreichem Plasma mit Reserpin zu keinem Anstieg des freien 5HT im Plasma, obgleich es in den Thrombozyten zu einer starken Senkung des Amins kam.

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Supported by a grant from the Finnish Medical SocietyDuodecim.     

Increase in rabbit hypothalamic histidine decarboxylase activity after oophorectomy and thyroidectomy

Zusammenfassung Die Histidin-Decarboxylase-(HD)-Aktivität im Hypothalamus des Kaninchens wurde nach Oophorectomie und Thyroidectomie gemessen. Die Resultate zeigten, dass die HD-Aktivität sich 20 Tage nach der Oophorectomie und der Thyroidectomie verdoppelt. 20 Tage nach kombinierter Oophorectomie und Thyroidectomie stieg die HD-Aktivität ungefär 4mal, verglichen mit der Aktivität des Kontrollmatrials. Sham-operierte Kontrollen zeigten keine Veränderungen der HD-Aktivität im Hypothalamus.     

Activation of fatty acids in the liver in carbon tetrachloride poisoning

Zusammenfassung Bei CCl₄-Vergiftung zeigt die Leber eine vermehrte Aktivierung der Fettsäuren, die sich fast gleichzeitig mit der fettigen Infiltration kundgibt. Die Abnahme der Aktivierung äussert sich bereits 5 h nach der Vergiftung in statistisch signifikanter Weise. Zugabe von CCl₄ hemmtin vitro die Aktivierung von Palmitin- und Buttersäure.     

Changes of ultrafiltrable hydroxyproline in blood serum during development of carrageenin granuloma and during aging of rats and guinea-pigs

Zusammenfassung Die Konzentration des ultrafiltrierbaren Oxyprolins im Serum der Ratten und Meerschweinchen senkt sich während des Alterns. Bei erwachsenen Tieren ist peptidisch gebundenes ultrafiltrierbares Oxyprolin nicht mehr nachweisbar. Während des 6.–10. Tages der Entwicklung des Carrageeningranuloms bei Meerschweinchen steigt die Konzentration des freien und peptidisch gebundenen Oxyprolins im Serum gleichlaufend mit der Erhöhung dieser Stoffe im Bindegewebe des Granuloms.     

Importance of the anti-serotonin effect for mounting behaviour in rats

Zusammenfassung «Mounting behaviour» bei Ratten wird nicht nur durch die Kombination Testosteron plus Parachlorphenylalanin hervorgerufen. Auch durch die Gabe von Testosteron in Kombination mit den Substanzen Mesorgydin, WA 335-BS und Methysergid, die unter anderem antiserotonergen Effekt haben, wird «mounting behaviour» bei männlichen Ratten ausgelöst. Aufgrund dieser Ergebnisse und zitierten Beobachtungen ist eine ursächliche Bedeutung zwischen dem Anti-Serotonin-Effekt und der Aktivierung des «mounting behaviour» bei männlichen Ratten anzunehmen. Die spezifische Wirkung der Substanz PCPA allein kann für dieses Verhalten nicht verantwortlich gemacht werden.     

Haloforms: Sweet taste or smell?

Zusammenfassung An Patienten mit Anosmia, Hyposmia, Hypogeusia oder Agylcogeusia, resp. mit klinischen Ausfällen im Bereich des Geruchs- und Geschmacksinnes, wird die Perzeption der chemischen Stoffgruppe der Haloforme untersucht und gezeigt, dass Chloroform, Bromoform und Jodoform unabhängig voneinander süssen Geschmack und Geruch hervorrufen können.     

Hematological and serological investigations in heteroparabiosis

Zusammenfassung In der Heteroparabiose Maus-Hamster kommt eine parabiotische Intoxikation und hämolytische Anämie bei der Maus in 88% der Fälle zustande. Eine Immunisation der Maus mit Hamsterhauttransplantaten, die 10–12 Tage vor der Parabiose unternommen wird, kann die Erscheinung der Anämie bis auf 18% der Fälle herabsetzen. In Heteroparabiosen, die mit starker hämolytischer Anämie bei der Maus verliefen, wurde stets die Anwesenheit der Hämagglutinine und unvollständiger Antikörper im Serum des parabiotischen Hamsters festgestellt.     

The dependence of photosynthesis on the arrangement of chloroplasts

Zusammenfassung Der Zusammenhang zwischen Chloroplastenstellung und Photosynthese wird durch gleichzeitige Messung des Gasaustausches und Registrierung der Chloroplastenstellung untersucht. Die Bewegungen der Chloroplasten in Dunkelheit haben keinen Einfluss auf die Atmungsintensität. Die Bewegungen, welche im schwachen Licht zur Vergrösserung der Assimilationsfläche führen (Bewegung der Chloroplasten von Profilstellung, hervorgerufen durch Dunkelheit oder starkes Licht, zur Flächenstellung), bringen eine Steigerung der Assimilationsintensität. Dagegen schreitet die Photosynthese im starken Licht mit unveränderter Intensität fort. Sie ist unabhängig von den gleichzeitig verlaufenden Chloroplastenverlagerungen. Die Ergebnisse werden auf Grund des Minimumgesetzes diskutiert.     

The effect of membrane-active agents on the mitotic frequency in normal and carcinogen-treated epithelium

Zusammenfassung Die Mitosehäufigkeit im Epithel der Backentasche des Goldhamsters nach 12 Wochen dauernder Behandlung mit Dimethylbenzanthracen (DMBA) Vitamin A-palmitao, Cortison-Acetat, Chlorpromazin sowie Kombinationen dieser Stoffe wurden untersucht und die beobachteten Wirkungen werden mit der Modifikation der carcinogenen Wirkung von DMBA durch die letzteren drei Substanzen verglichen.     

A method for the determination of thrombocyte aggregation in circulating rat blood

Zusammenfassung Das Ausmass einer experimentell induzierten Thrombozytenaggregation im strömenden Blut wird kontinuierlich bestimmt durch Messung des Blutdrucks vor und hinter einem extrakorporal in den arteriellen Kreislauf der Ratte aufgenommenen Filter. Die Aggregation wird durch Infusion von Adenosindiphosphorsäure (ADP) vor dem Filter induziert. Die Aggregate schliessen das Filter teilweise ab, was zu Änderungen im Blutdruck vor und hinter dem Filter führt. Aus diesen Änderungen lässt sich das Mass der Aggregation ermitteln. Es wurde gefunden, dass dieses durch die ADP-Gabe bedingt wird.     

Vasomotor reflexes from muscles in the spinal cat

Zusammenfassung Es wurden bei Katzen mit durchtrenntem Rückenmark (Th₁) reflektorisch hervorgerufene änderungen des Blutdrucks und der Durchblutung der hinteren Extremität beschrieben, die als Folge der Aktivierung der afferenten Nervenfasern mit adäquaten Stimuli der Skelettmuskeln auftreten.

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I wish to thank Dr. O.Hudlická and Dr. P.Hnik for helpful advice.     

The carbohydrate metabolism accompanying intoxication by aluminium salts in the rat

Zusammenfassung Bei Intoxikation von Versuchsratten durch Aluminiumsalze wurden Störungen im Glyzid-Metabolismus festgestellt. Er ergab sich ein Glykogenrückfall in Leber und Muskelgewebe und eine Erhöhung des Brenztraubensäure- und Milchsäurespiegels. Es wird angenommen, dass die beobachteten Veränderungen mit Störungen des Phosphormetabolismus und der Phosphorilationsreaktionen durch die Aluminiumtoxikation zusammenhängen.     

The effect of anoxia and of muscle activity on the lymphatic and venous transport of lactate dehydrogenase

Zusammenfassung Nach 3 1/2 stündiger Muskelischämie wurde bei Hunden mit Ductus thoracicus-Fistel eine signifikante Zunahme der Milchsäuredehydrogenase-Aktivität im Blutserum und in der Lymphe der anoxischen Extremität bei gleichzeitiger signifikanter arterovenöser Aktivitätsdifferenz beobachtet. Auch Muskelarbeit verursachte eine Erhöhung der Enzymaktivität im Serum und in der Lymphe. Durch Unterbrechen der Verbindung zwischen Venen und Lymphsystem konnte das direkte Eindringen des Enzymproteins in die Blutkapillaren bewiesen werden.     

The early effects of low DDT doses on the nervous system in animal experiments

Zusammenfassung Es wurde bei Verabreichung eines mit 40-0,5 mg DDT/kg Körpergewicht vermischten Futters an Ratten festgestellt, dass 40 und 20 mg DDT die Frequenz und Amplitude, 10 mg nur die Amplitude des spontanen EEG erhöht. Bei Verabreichung von 5 mg waren, bei stroboskoper Belastung, die Veränderungen noch sichtbar. Dosen zwischen 20 und 2,5 mg verminderten die Dauer und Tiefe der auf den Gehirnstamm als Angriffspunkt wirkenden Nembutalnarkose. Dosen von 2 bis 0,5 mg blieben wirkungslos. Die Vermutung wird ausgesprochen, dass sich durch DDT im Gehirnstamm ein Irritationsherd im Zusammenhang mit der Anhäufung von Acetylcholin bildet.     

Myoneural junctions in larval ascidian tail

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Neuriten in der Peripherie des dorsalen Nervenstranges im Schwanz der Aszidien-LarveAmaroucium constellatum zeigen, dass die in der Nähe liegenden Schwanzmuskelzellen Verbindungen mit den Neuriten eingehen, die den neuromuskulären Kontaktstellen im Skelettmuskel der Wirbeltiere ähnlich sind. Diese neuromuskulären Verbindungen verteilen sich über die Gesamtlänge des Schwanzes und sind offenbar die Innervation der Schwanzmuskulatur.

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Supported by grants No. NS-07495 and No. NS-07197 from the NIH, U.S. Public Health Service.     

Aspects of mass spectrometry in organic chemistry

Zusammenfassung Massenspektrometrie ist die instrumentalanalytische Methode mit der grössten Anwendungsvielfalt im naturwissenschaftlichen Bereich. Auf dem Gebiet der organischen Chemie sind derzeit qualitative Strukturanalyse und die Analyse stabiler Isotopen die wichtigsten in einer ganzen Reihe von Applikationsmöglichkeiten. In strukturanalytischer Hinsicht handelt es sich im wesentlichen um eine chemische Reaktionsspektroskopie, die als Nebenprodukt der Ionenerzeugung anfällt. Man könnte diese Tatsache für synthetische oder präparative Zwecke ausnützen, wenn der Mengendurchsatz in einem Massenspektrometer nicht so klein wäre.Der wissenschaftlichen Forschung sind in diesem Zusammenhang Aufgaben gestellt, welche die Entwicklung optimaler Geräte zum Ziel haben, eine wirkungsvolle Bearbeitung und Auswertung der riesigen Datenmengen, die besonders in Zusammenhang mit hochauflösender Massenspektrometrie und in direkter Kombination mit Gaschromatographie anfallen, sowie ein besseres Verständnis für die Vorgänge, die der massenspektrometrischen Strukturanalyse zugrunde liegen, um sichere Voraussagen zu ermöglichen.In jüngster Zeit zeichnet sich eine Entwicklung ab, die sich das Massenspektrometer als vielversprechendes Instrument der chemischen Grundlagenforschung zunutze macht. Die Untersuchung des Zerfalls metastabiler Ionen scheint eine wirkungsvolle Methode zu werden, um Informationen über die Kinetik und Thermodynamik monomolekularer Abbaureaktionen zu erarbeiten.