Vitamin D,example and challenge

Zusammenfassung Vitamin D ist eine in verschiedener Hinsicht interessante Verbindung, deren Untersuchung zu neuen Erkenntnissen auf dem Gebiete der Stereochemie, der Photochemie und der Reaktionsspezifität beigetragen hat. Insbesondere die damals intrigierende Entstehungsweise unter dem Einfluss von Ultraviolettstrahlung (antirachitische Wirkung des Sonnenlichtes) hat frühzeitig die Aufmerksamkeit von Chemikern und Physikern erregt. Es sind dann die sehr spezifisch verlaufenden thermischen und photochemischen Isomerisierungen gewesen, die zum Verständnis des Reaktionsmechanismus und zu den dem Reaktionsverlauf zu grunde liegenden Gesetzmässigkeiten geführt haben. Auch bieten die Moleküle der unterschiedlichen Vitamin-D-Isomeren mit deren Chiralitätszentren und dem polyzyklischen Aufbau nach wie vor ein fruchtbares Gebiet zur Prüfung der Reichweite der modernen Konformationsanalyse und von chiroptischen Betrachtungen.Es wird eine Übersicht über die verschiedenen experimentellen Ergebnisse und die daraus entwickelten theoretischen Spekulationen gegeben. Als Grundlage wird immer wieder die genaue Kenntnis der molekularen Geometrie und der Bindungsverhältnisse angestrebt. Diese lässt sich heutzutage mittels Konformationsanalyse, Valence Force Field-Kalkulationen und insbesondere auch Röntgenanalyse in konsistenter Weise gewinnen. Bei der weiteren Diskussion der (photo)chemischen Prozesse zeigen sich 3 Faktoren zum Verständnis und zur Voraussicht des Ablaufs wichtig. Es ist die schon längst bekannte sterische Hinderung und zwei weitere, beim Studium der Reaktionen im Vitamin-D-Gebiet zuerst formulierte Faktoren: der Einfluss der Orbitalsymmetrie und (für Photoreaktionen) die Lage des Konformationsgleichgewichtes im Grundzustand. Insbesondere das letztgenannte Prinzip hat sich bei der Auffindung von bisher unbekannten Photoprodukten des Vitamins D als sehr wichtig erwiesen.Auch in der Zukunft werden die von der Natur sorgfältig selektionierten Moleküle von Vitamin D und dessen Isomeren ein anregendes Beispiel und Untersuchungsobjekt beim Studium der detaillierten Mechanismen von Photoisomerisierungen und bei der Konformationsanalyse von Molekülen in aktiviertem Zustand darbieten.

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14th Paul Karrer Lecture, presented 20 June 1973, in the Aula of the University of Zurich.     

Effect of fatty acids on the contraction of guinea-pig ileum in vitro

Zusammenfassung Untersuchung der Wirkung von essentiellen Fettsäuren auf die Kontraktion des isolierten Meerschwein-Ileums ergab, dass besonders die direkten Vorläufer von Prostaglandin E₁ und E₂, nämlich Dihomo--Linolensäure und Arachidonsäure, aktiv sind.     

A new inhibitor of decarboxylase of aromatic amino acids

Zusammenfassung N-(DL-Seryl)-N-(2,3,4-trihydroxybenzyl)hydrazin (Ro 4-4602) bewriktin vitro starke Hemmung der Decarboxylase, die durch Pyridoxal-5-phosphat nicht und durch Dialyse nur wenig vermindert werden kann. Nach i.p. Applikation der Substanz kommt es zu starker Verminderung der Decarboxylase-Aktivität und zu mässiger Herabsetzung von 5-Hydroxytryptamin und Noradrenalin in verschiedenen Organen. Monoaminoxydase des Gehirns wirdin vivo durch Ro 4-4602 nicht beeinflusst.     

High angle X-ray diffraction and chemical studies on the nature of fibrous glia

Zusammenfassung Gliafasern wurden chemisch und röntgenographisch untersucht. Aminosäureanalyse und Ultraviolett-Absorption erlauben folgende Feststellungen: Die vonWilke undKircher angenommene Identität von Gliafasern und Fibrin kann nicht bestätigt werden; die Glia widersteht einer 0,1n NaOH Lösung bei 100°C, während Fibrin unter den gleichen Bedingungen rasch gelöst wird; ausserdem sind Glia und Fibrinogen hinsichtlich Aminosäurekomponenten und UV.-Absorption vollständig verschieden. Es bestehen dagegen interessante Ähnlichkeiten zwischen Glia und Keratinen: UV.-Absorption der Glia und des menschlichen Haarkeratins sind fast identisch. Gliafasern enthalten verschiedene Aminosäuren (Glutaminsäure, Asparaginsäure, Valin, Phenylalanin, Glycin) in ähnlichen Mengen wie die Keratine.Ferner finden sich im Gliagewebe Lipoide zu etwa 15% des Trockengewichtes. Die röntgenographische Untersuchung bestätigt die Gegenwart von Lipoiden und weist den Proteinen der Glia die-Konfiguration der k-e-m-f-Gruppe der faserigen Proteine zu. Gliafasern erleiden durch Streckung im Wasserdampf eine typische--Umwandlung.

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From the Institute of normal Anatomy, University of Milan, Italy (Director Prof.A. Bairati), and the Clinic for Occupational Diseases, University of Milan (Director Prof.E. C. Vigliani). The Siemens Kristalloflex III X-ray apparatus, which has been used in this research, is part of the equipment of the Industrial Hygiene Laboratory of the Montecatini Co., attached to the Clinic for Occupational Diseases.     

The metabolism of glutethimide (Doriden®)

Zusammenfassung In diesem Übersichtsreferat werden die Stoffwechselstudien mit dem Schlafmittel Doriden^® (-Phenyl--äthyl-glutarimid) geschildert, wobei alle bisher erzielten, teilweise noch nicht veröffentlichten Resultate zusammengefasst sind. Die Untersuchungen wurden an Ratten und Hunden mit Hilfe von¹⁴C-markierter Substanz durchgeführt, speziell im Hinblick auf die Abklärung der Resorption, Verteilung, Ausscheidung und Struktur der Metaboliten des Wirkstoffes. Es wurde gefunden, dass Doriden nach der Resorption in kurzer Zeit praktisch quantitativ in Form von Metaboliten im Harn ausgeschieden wird. Diese bestehen zu mehr als 90% aus Glucuroniden, welche untoxisch sind und keine sedative Wirkung mehr besitzen. Aus der Strukturaufklärung der isolierten Stoffwechselprodukte ging hervor, dass Doriden nach zwei verschiedenen biochemischen Mechanismen metabolisiert wird, und es konnte gezeigt werden, dass dies auf den verschiedenen Stoffwechsel der beiden Antipoden von -Phenyl--äthyl-glutarimid zurückzuführen ist. Versuche mit Gallenfistelratten liessen erkennen, dass 70% der Glucuronide über die Galle und 30% direkt renal ausgeschieden werden. Bei einer solchen Versuchsanordnung konnte eine biologische Halbwertszeit von Doriden von 6,5 h bestimmt werden. Verteilungsstudien mit¹⁴C-markiertem Doriden und mit markierten Glucuroniden nach oraler und parenteraler Gabe liessen erkennen, dass sich Doriden ähnlich wie die ultrakurzwirksamen Barbiturate verhält, indem es eine ausgesprochene Affinität zu lipoidem Gewebe aufweist. Die Glucuronide dagegen sind aus dem Magen-Darm-Trakt bedeutend schlechter resorbierbar, zeigen keine Affinität zu lipoiden Organen und werden — einmal im Blut angelangt — durch die Niere rasch und vollständig eliminiert.

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Registered Trade Mark.

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H. Keberle published previously under the name ofJ. Kebrle.     

The denaturation of proteins: Two state? Reversible or irreversible?

Zusammenfassung Untersuchungen der Denaturie-rungsvorgänge sind für ein Verständnis der Proteinstruktur und -funktion von grosser Bedeutung. Es werden Methoden besprochen, die am ehesten geeignet sind, die Fragen zu beleuchten, ob die Denaturierung einen Zwei-Formen-Prozess darstellt und ob sie reversibel oder irreversibel ist. Sie werden an Beispielen der Harnstoffdenaturierung genetischer Varianten des Rinder--Lactoglobulins erläutert. Es wird ausserdem erörtert, in wieweit sich die Schlussfolgerungen auf die Denaturierung anderer Proteine übertragen lassen.     

Dependence of the contractility of coronary muscle on substances favouring contraction and relaxation

Zusammenfassung Es werden die Besonderheiten der am isolierten Koronargefäss von Rind und Pferd nach elektrischer Reizung, Verabreichung von Adrenalin oder Kalium registrierten Mechanogramme beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Kontraktilität der Muskelzellen des Rinderkoronargefässes von zwei Stoffen abhängig ist, wovon der eine die Kontraktion und der andere die Erschlaffung fördert.

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I thank the Schweizerischer Nationalfonds für wissenschaftliche Forschung for help.     

Specific transport mechanisms in the erythrocyte membrane

Zusammenfassung Es wird die Entwicklung, die zum Konzept des Trägermechanismus geführt hat, dargestellt. Besonderheiten dieses Transportmechanismus durch die Membran (zum Teil in Analogie zur Enzymkinetik, zum Teil abweichend) werden an Beispielen des Zuckertransports durch die Erythrozytenmembran diskutiert. Schliesslich wird der aktive Transport im Sinne einer Stoffbewegung entgegen dem Aktivitätsgradienten an zwei Beispielen erläutert, die am Erythrozyten studiert wurden: an der Kalium-Natrium-Pumpe und am Aminosäuretransport durch die Membran. In bezug auf ihre Deutung im Sinne von Trägermechanismen wild darauf hingewiesen, dass der einfache Trägertransport durch verschiedene Arten von Kopplung zu einer «Pumpe» mit Aufwärtstransport umgestaltet werden kann.     

Observations on division of mitochondria in dedifferentiating cells ofSplachnum ampullaceum (L.) Hedw

Zusammenfassung Während der Dedifferenzierung von Blattzellen des Gametophoren vonSplachnum ampullaceum (L.) Hedw. sind Teilungen von Mitochondrien durch Sprossung beobachtet worden. Mit Hilfe dieses Vorganges bilden sich Mitochondrieninitialen. Auf Grund dieser Beobachtungen wird die Reversibilität der Mitochondrienentwicklung und die Kontinuität von Mitochondrien während der Regeneration wahrscheinlich gemacht.     

Histochemical localization of acid phosphatase and cathepsin-like activities in regressing tails of xenopus larvae at metamorphosis

Zusammenfassung Histochemische Reaktionen an regredierenden Schwänzen von Krallenfroschlarven haben ergeben, dass die saure Phosphatase und die kathepsinartigen Esterasen vorwiegend in Makrophagen des subepidermalen Bindegewebes angereichert sind. Somit dürfte die erhöhte Aktivität dieser Fermente im regredierenden Schwanzgewebe auf der lokalen Aktivierung von Makrophagen beruhen.

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This work was supported by the Swiss National Foundation for Promotion of Scientific Research (Project 1613).     

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.     

Enzymatic phosphorylation of proteins of rat liver chromatin by (γ-32P) ATP in vitro

Zusammenfassung Isoliertes Rattenleberchromatin baut die endständige Phosphat-Gruppe von (-³²P) ATP in seine Proteine in Form von Phosphatester von Serin und Threonin ein. Der Einbau ist Mg⁺⁺ und Mn⁺⁺ abhängig und steigt mit Erhöhung des pH des Inkubationsmediums an. Phosphat und Pyrophosphat stimulieren die Phosphorylierung, zyklisches AMP hat keinen Effekt. Die sauren Proteine werden viel stärker als die Histone phosphoryliert. Das eingebaute Phosphat wird sehr schnell freigesetzt, ein Prozess, der von der Anwesenheit von dephosphorylierenden Enzymen abhängt.     

Some physical-chemical properties of the rabbit's ≪Sleep hemodialysate≫

Zusammenfassung Die hypnogene Aktivität des Schlafdialysates von Kaninchen hängt nicht von geringen Änderungen des pH, sondern von einer oder mehrerer Verbindungen des Dialysates ab. Diese Verbindungen verlieren anscheinend einen Teil ihrer Aktivität durch längeres Lagern im Kühlschrank, wiederholtes Einfrieren und Tauen sowie durch Lyophilisieren des frischen Dialysates. Sie sind keine Proteine höheren Molekulargewichtes, da solche die Membranen des Dialysiergerätes nicht passieren können. Schliesslich spricht die Empfindlichkeit der aktiven Verbindungen auf Hitze und extreme pH-Änderungen für eine Beziehung der hypnogenen Aktivität des Schlafdialysates zu spezifischen organischen Verbindungen von niedrigem Molekulargewicht.

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Report at the Max Planck Institut für experimentelle Medizin, Göttingen (Department of Prof.W. Vogt).

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We are very much indebted toW. Mehlhose, A. M. Hatt andB. Rösch for their technical help, to Dr.M. Fallert, Research assistant in our Institute, and Prof.H. Reber, Head of the Chemical Laboratory, Bürgerspital Basel, for their cooperation, to the Direction of Hoffmann La Roche AG, Basel and to the Ciba Stifung, Basel, for their financial help.     

Eccentricities of hydrocarbons on my way from the Diyls to the Ylids

Zusammenfassung In dem vorliegenden Artikel werden Kohlenwasserstoffe behandelt, die — im Laufe einer etwa 45 jährigen Forschung des Autors synthetisiert — entweder in ihrer Bildungsweise oder in ihrer Struktur oder schliesslich in ihren Eigenschaften ein wenig skurril sind.In Modellverbindungen wurde der Einfluss der Spannung auf die Tendenz der Ringöffnung zu Diradikalen (kurz Diyle genannt) untersucht und weiterhin am Tschitschibabinschen Kohlenwasserstoff und Analogen die Alternative studiert, ob es sich um eine Valenztautomerie oder Mesomerie zwischen chinoiden Derivaten und Diradikalen handelt.Während die anstehenden Probleme hier noch nicht restlos geklärt sind, zeigen die , -Tetraphenylpolyene auch mit längerer Polyenkette, ferner das -Carotin keinen Diylcharakter. Auch Tetraphenyl-dihydrophenanthren9 und das aromatische Propellan12 sind inert gegenüber Sauerstoff.In diesem Zusammenhang wurde über die Präparierung von Cyclopolyenen wie19 und22 berichtet. Besonderes Interesse bietet das auf der Ammoniumylid-Basis bereitete Tetraphenylcyclododecahexaen27, das beim Erhitzen über das Cyclobutanderivat28 zum Phenanthren zerfällt. Von den ebenfalls zu den Cyclopolyenen gehörenden beiden stereoisomereno-Hexaphenylenen30A und30B konnte den Erwartungen gemäss30B in optische Antipoden zerlegt werden. Tetrabenzonaphthalin31, in dessen Molekül die mittlere C=C-Bindung besonders reaktiv ist, bildete mit Phenanthrenchinon beim Bestrahlen das Propellan32, das beim Erhitzen wieder in die Ausgangskomponenten zerfiel.Abschliessend wird über die Bildungsweise von Dehydrobenzol und seine Struktur berichtet und das dienophile Verhalten des nur kurzlebien Kohlenwasserstoffs aufgezeigt. Zum Unterschied von Dehydrobenzol enthalten die niedergliedrigen Cycloalkine eine echte Acetylenbindung. Sie sind ebenfalls kurzlebig; das cyclohexin tetramerisiert sich über sein nicht-isolierbares Cyclobutadien-Derivat.     

Inhibitory effect of aromatic diamidines on trypsin and enterokinase

Zusammenfassung Aromatische Diamidinoverbindungen sind hochwirksame Hemmstoffe des Trypsins. 2,2-Dibromopropamidin, die stärkste der hier untersuchten Verbindungen, besitzt gegenüber der BANA-Hydrolyse eine Inhibitions-Konstante von 7.6×10^–7 M. Amicarbalid und M & B 4596 sind gute Hemmstoffe der Enterokinase, doch erreichen sie die Wirkung derp-Amidinophenylbrenztraubensäure nicht.     

Histochemistry of steroid-3β-ol dehydrogenase in the human adrenal cortex

Zusammenfassung Bericht über histochemische Untersuchungen an menschlichen Nebennieren, die chirurgisch bei Fällen von inoperablem Mammacarcinom (mit oder ohne vorhergehende Stimulation mit exogenen ACTH) sowie bei Fällen von Cushingscher Krankheit entfernt worden waren.Anhand der Verteilung der verschiedenen Enzyme und insbesondere des Steroid-3-ol Dehydrogenase wird auf Fragen der Beziehungen der Morphologie und Funktion der normalen Drüse eingegangen und die Cushingsche Krankheit interpretiert.     

The histology of the retina ofPomatoschistus (Gobius)microps (Krøyer)

Zusammenfassung Der histologische Bau der Netzhaut vonPomatoschistus microps, insbesondere der Sehzellen in Hell- und Dunkelstellung, wurde untersucht. Die Zapfen sind gestaffelt und bilden ein regelmässiges Mosaik: Reihen von Zwillingszapfen alternieren mit Reihen von Einzelzapfen. Die Aussenglieder der Zwillingszapfen unterscheiden sich färberisch voneinander und sind ihrerseits regelmässig in das Mosaik eingeordnet.     

New aspects on the storage of 5-hydroxytryptamine in blood platelets

Zusammenfassung Blutplättchen verschiedener Spezies speichern 5-Hydroxytryptamin zusammen mit Nukleotiden (hauptsächlich Adenosin- und Guanosin-5-Triphosphat) und bivalenten Kationen (Ca und Mg) in spezifischen, subzellulären Organellen, welche elektronenoptisch eine starke Osmiophilie aufweisen. Speicherstellen für 5HT scheinen bereits in den Megakaryozyten vorhanden zu sein, da in diesen Zellen nach Zufuhr von exogenem 5HT osmiophile Organellen erscheinen, die denjenigen der Plättchen entsprechen. Die Aufnahme von biogenen Monoaminen durch isolierte Speicherorganellen hängt von der chemischen Struktur der Amine und der Temperarur ab; es bestehen keine Anhaltspunkte für einen aktiven 5HT-Transport.Analystische Ultrazentrifugation des Inhalts von isolierten Speicherorganellen von Kaninchen-Blutplättchen sowie von artifiziellen Lösungen ergibt, dass 5HT wahrscheinlich in Form hochmolekularer, gemischter Aggregate mit Nukleotiden und bivalenten Kationen akkumuliert. Die Bildung solcher Aggregate erklärt die osmotische Stabilität sowie möglicherweise andere biologische Eigenschaften der Speicherorganellen vor allem bezüglich Aufnahme von 5HT und dessen Freisetzung durch gewisse Substanzen, z. B. Tyramin.     

The problem of continuity or discontinuity in the fundamental concepts of theoretical physics

Zusammenfassung Das Problem der Kontinuität oder der Diskontinuität der räumlichen Struktur der Materie und des zeitlichen Ablaufs der physikalischen Vorgänge wird vom Standpunkt der modernen theoretischen Physik kritisch beleuchtet. Es wird zunächst diskutiert, inwieweit man diese Frage überhaupt auf Grund von experimentellen Beobachtungen entscheiden kann. Es werden dann die experimentellen Beobachtungen aufgezählt, aus denen hervorzugehen scheint, dass die Materie den Raum diskontinuierlich in der Form von Elementarteilchen erfüllt und die physikalischen Elementarvorgänge diskontinuierlich in der Zeit vor sich gehen. Dem steht entgegen, dass es neuerdings gelungen ist, eine innere Struktur der Elementarteilchen festzustellen, und dass die Grundgleichungen der Quantentheorie die Form von Differentialgleichungen für kontinuierliche «Wellenfunktionen» haben. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die moderne Physik doch wieder im Prinzip den Kontinuumstandpunkt eingenommen hat. Im Gegenteil besteht derzeit die Tendenz, alle physikalischen Wechselwirkungsvorgänge auf den zeitlich diskontinuierlichen Austausch von unbeständigen, neuartigen Elementarteilchen zwischen den räumlich diskontinuierlichen Elementarbausteinen der Materie anzusehen. Es erhebt sich die Frage, ob nicht vielleicht auch die Kontinuumvorstellung von Raum und Zeit selbst aufgegeben werden sollte. Zum Schluss wird kurz darauf hingewiesen, dass man möglicherweise die physikalische Welt nur begreifen kann, wenn man sowohl Kontinuum- als auch Diskontinuumvorstellungen gleichzeitig benützt.Substance of a lecture given to the Studium Generale of the University of Mainz in May 1964.     

The ultrastructure of brown adipose tissue in perinatal rats

Zusammenfassung Die prä- und postnatale Entwicklung des braunen Fettes von Ratten wurde untersucht unter besonderer Berücksichtigung der Matrixkörper der Mitochondrien. Diese Einschlusskörper erreichen im Zeitpunkt der Geburt hinsichtlich Grösse und Zahl ein Maximum und verschwinden dann innerhalb von 1–2 Tagen. In vivo und in vitro Experimente mit verschiedenen Umgebungstemperaturen, mit Noradrenalin, Theophyllin, einem-Rezeptorenblocker (Trasicor^®) und Dibutyryl-Adenosinmonophosphat weisen alle darauf hin, dass die physiologischen postnatalen Veränderungen im braunen Fett wenigstens zum Teil mit dem plötzlichen Temperaturabfall zusammenhängen und hormonal ausgelöst werden. Die Matrixkörper sind unter allen Versuchsbedingungen an den Strukturveränderungen der Mitochondrien beteiligt.