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Glycol causes a denaturation of the DNA double helix structure in solution. As could be shown earlier, heat denaturation of DNA leads to an increased dimerization of thymine following uvirradiation. In contrast to this, thymine dimer is not increased - but is even slightly decreased - when DNA is uv-irradiated in the presence of glycol. These results are discussed with regard to the distortion of the hydration layer and the hydrophobic stacking of bases, as influenced by glycol.
Steroid initiated enzyme induction (Δ5-Ketosteroid-Isomerase, 3α-Hydroxysteroid-Dehydrogenase, and 3β.17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase) in Pseudomonas testosteroni was investigated with respect to the kinetics of induction, operon control of the induced enzymes, and the relative strengths of various inducers. The induction process was followed indirectly by selective inhibition of different stages in the protein synthetic pathway. Comparisons between bacterial and mammalian steroid induction are discussed.
Wäßrige Sephadex-Gele nehmen Vielfache der in Wasser gelösten Anteile polycyclischer, aromatischer Kohlenwasserstoffe auf, wenn diese als Suspension vorliegen. Beobachtbar ist dieser Effekt an der Erhöhung der Fluoreszenzintensität des gelösten Anteils der Aromaten bei Zugabe von Sephadex-Körnern und anschließender kräftiger Rührung. Verwertbar ist dieses Phänomen zumindest für die Ermittlung der Lage der Emissionsbanden der Kohlenwasserstoffe in Wasser, denn es bestehen nur geringe Unterschiede zwischen den Fluoreszenzsprektren in Sephadex und Wasser. Weiterhin ist beachtlich, daß die carcinogenen Kohlenwasserstoffe nach diesen ersten orientierenden Versuchen, zu einer Gruppe gehören, die eine geringe Diffusionsgeschwindigkeit in das Sephadex-Gel, bei gleichzeitigem Erreichen relativ hoher Endkonzentrationen, besitzen. Der Quotient aus beiden Größen wird daher für die Carcinogene maximal. Nach Desoxycholsäure, Detergentien, Purinen, Desoxynucleinsäuren, Adenosintriphosphat 24 und Proteinen wurde damit gefunden, daß auch Polysaccharid-artige Systeme in der Lage sind, Lösungs-vermittelnd auf Kohlenwasserstoffe in wäßriger Phase zu wirken.
Es verspricht daher, interessant zu werden, an Sephadex, als primitivem Modell von Zellbestandteilen, in der Zukunft standartisierte Kohlenwasserstoff-Suspensionen in dieser Weise zu untersuchen und gleiche Experimente mit stärker hydrophobiertem Gel durchzuführen.
Interactions of eosin with three different substrates, β-lactoglobuline, bovine serum albumin and cysteine, in aqueous solutions of pH 7 under illumination with light of wavelengths 5200—5400 Å are investigated by changes in absorption spectrum characteristics, SH-group activities and phosphorescence intensities.
Only with bovine serum albumin the major part of protein conversion, as shown by spectral changes and diminution of SH-groups due to eosin-sensitized photo-oxidation. In β-lactoglobuline an oxidizing photoreaction occurs, by which eosin is vanishing to the same degree as the protein shows loss of SH-groups and spectral alterations indicating attack on aromatic amino acid residues. There is no red shift of the eosin absorption band at 5170 Å as is observed in solutions of bovine serum albumin, where the intensity of phosphorscence is about 100 fold compared with the intensity obtained by solutions of β-lactoglobulin.
The aerobic eosin photoreaction in solutions of β-lactoglobulin is faster than aerobic photobleaching of the dye. Still faster is its bleaching photoreaction with cysteine, which is nearly independent of oxygen.
In wäßrig gepufferten Mitochondrien-Suspensionen konnte ein selektives Lösungsvermögen für carcinogene Kohlenwasserstoffe mit Hilfe fluoreszenz-spektroskopischer Messungen festgestellt werden. Gleichzeitig wird eine starke Verminderung der Atmung der Mitochondrien durch die Einwirkung der gelösten, polycyclischen Aromaten beobachtet. Nicht carcinogene Kohlenwasserstoffe werden weder gelöst, noch zeigen sie einen Einfluß auf die Atmung. Sehr schwer lösliche Carcinogene und schwächer wirksame Kohlenwasserstoffe werden in den angewandten Versuchszeiten weder gelöst, noch vermindern sie die Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauchs.
Mitochondrien älterer, oder mit Vitamin B2-Mangel behafteter Tiere zeigen erhöhte Depression der Atmung bei Zugabe von DMBA bzw. 3.4-Benzpyren.
Es wird versucht, diese Effekte einer reinen Promotor-Aktivität der polycyclischen, aromatischen Kohlenwasserstoffe zuzuschreiben, die an den Strukturelementen der Zellatmung (Mitochondrien) einsetzt.
Die Synthese des Coenzymmodells Flavin-benzimidazol-dinucleotid * gelang durch Kondensation von Benzimidazolribotid-imidazolid 1 oder Benzimidazolribotid-guanidiniumamidat 2 mit Flavinmononucleotid. Das Coenzymmodell war enzymatisch nicht aktiv und bildete keinen Enzym-Coenzym-Komplex. Im Absorptionsspektrum konnte eine Extinktionszunahme nach der Spaltung der Pyrophosphatbrücke nur im Bereich von 260 mμ beobachtet werden. Das Molekül liegt daher vermutlich in einer gefalteten Form vor. Ein Komplex zwischen Flavin- und Benzimidazolteil konnte nicht nachgewiesen werden. Eine Fluoreszenzunterdrückung, die im FAD durch die Komplexbildung zwischen Flavin- und Adeninteil bedingt wird, wurde im FBD-Coenzymmodell nicht beobachtet.
Mitochondrien aus Rattenleber (RL) und Rinderherzmuskel (BH) erzeugen bei Behandlung mit O2 eine schwache Chemilumineszenz in dem Spektralbereich zwischen 400 und 650 mµ, deren Intensität bei RL-Mitochondrien durch vorheriges Einfrieren und Auftauen wie durch Ultraschallbehandlung größer wird. Bei beiden Arten verursacht Zusatz von Acridinorange eine wesentliche Verstärkung der Lumineszenz, gleichzeitig wird die O2-Aufnahme gehemmt. RL-Mitochondrien erzeugen unter diesen Bedingungen eine kurzzeitige, BH-Mitochondrien eine langsam ansteigende langandauernde Strahlung; das gleiche Verhalten zeigen aus BH-Mitochondrien gewonnene „electrontransfer-particles“ (ETP). Der zeitliche Ablauf und die Beeinflußbarkeit durch Effektoren der Atmungskette ist andersartig als bei der von VLADIMIROV gefundenen Chemilumineszenz von RL-Mitochondrien. Als Träger der Lumineszenz wird angeregter O2 diskutiert.
Gegenstand der vorliegenden Untersuchung ist das hydrolytische Verhalten von Glycyl-seryl-alanin beim Erhitzen in einer rein wäßrigen Lösung bei einem pH-Wert in der Nähe des isoelektrischen Punktes. Die Reaktionsmöglichkeiten des Tripeptids und aller Folgeprodukte, die Alanin enthalten, wurden qualitativ aufgeklärt und die kinetischen Daten der einzelnen Reaktionen durch quantitative Hydrolyseversuche an den mit dem Kohlenstoffisotop 14C geeignet radioaktiv markierten Verbindungen Glycyl-seryl-alanin, Seryl-alanin, Alanyl-serin und Seryl-alanyl-diketopiperazin bei mehreren Temperaturen zwischen 55 und 95 °C bestimmt. Die Trennung der Hydrolysatproben erfolgte mit Hilfe der Papierchromatographie bzw. der Papierelektrophorese; für die Konzentrationsbestimmung der radioaktiven Substanzen wurde ein Verfahren ausgearbeitet, das eine Radioaktivitätsmessung mit hoher reproduzierbarer Ausbeute direkt auf den zur Trennung benutzten Filterpapieren nach der Flüssigkeitsszintillations-Methode ermöglicht.
Alle beobachteten Reaktionen verlaufen unter den Versuchsbedingungen nach einem Zeitgesetz 1. Ordnung. Die Konzentrations-Zeit-Funktionen der einzelnen Reaktionsteilnehmer wurden durch Auflösung der simultanen linearen Differentialgleichungen 1. Ordnung bestimmt und zur Berechnung der Reaktionsgeschwindigkeits-Konstanten nach einem iterativen Ausgleichsverfahren herangezogen.
In der Diskussion wird versucht, die beobachteten thermodynamischen Daten in ihrer Größenordnung aus anderen Eigenschaften und aus der Molekularstruktur der einzelnen Verbindungen abzuleiten und durch bestimmte Reaktionsmechanismen zu interpretieren.
Induction of the enzyme Δ5-3-ketosteroid isomerase in Pseudomonas testosteroni was found to be strongly inhibited by reserpine and by the alkaloids of Vinca and Ergot. Morphine, colchicine and papaverine caused weaker inhibition whilst a series of other alkaloids were almost ineffective. Ergot alkaloids were inhibitory towards all steroids tested, androgens, oestrogens and progestagens, and a similar effect was shown with the other inducible enzymes, 3α- and 3β.17β-hydroxysteroid-dehydrogenase.
Experiments with cell-free protein synthesis indicate that reserpine inhibits the induction of messenger RNA.
The non-specific inhibition of the poly U directed polymerisation of phenylalanine through polyanions was studied. This inhibition was found to be in order as follows: dextransulfate, polyethylensulfate, heparine, ribosomal RNA and alginate. It was found that poly A, poly AP and poly AG cause a specific inhibition of the poly U directed synthesis of polyphenylalanine. Poly AG and poly AP, but not poly A were found to inhibit the poly C directed polymerisation of proline as well. The mechanism of these two types of inhibition caused by polyanions has been discussed.
The effect of NNMG on the template activities of different polynucleotides (polyuridylic acid, polycytidylic acid, polyadenylic acid and copolymer of adenylic and guanylic acid 5,5:1) and t-RNS was studied. The maximum inhibition of the messenger activity was found for poly-C, followed by poly-Α and poly-U. The acceptor activity of t-RNA was found to be inhibited by NNMG: maximum for proline, followed by serine, leucine, phenylalanine and lysine. The mechanism of these inhibitions was studied using NNMG radioactively labelled on the methyl group. Different amounts of radioactivity were found in the various polynucleotides and t-RNS.
The ribonucleic acid of reovirus was extracted with 2 M sodium perchlorate solution and spread by the protein monolayer technique. Areas of the monolayer were transferred to support films, rotary shadowed, and observed in the electron microscope. Filaments of RNA obtained by extraction prior to spreading were similar in appearance and in distribution of contour lengths (0.2 to 1.2 μ) to those obtained by phenol extraction of the virus. Most of the filaments resulting from extraction of the virus suspension during spreading on a sodium perchlorate solution, however, were longer than 1 μ. The lengths of the longest filaments exceeded the 5 μ length predicted from chemical data for one single piece of complementary-stranded RNA in the reovirus particle.
The short filaments, 1.2 μ and less in length, fell into a tri-modal pattern of length distribution with peaks at 0.35 μ, 0.60 μ and 1.10 μ. These shorter lengths probably resulted from breakage of the intact RNA during the extraction procedures. The consistently observed pattern of length distribution suggests that they represent relatively stable subunits of the molecule.
Sodium perchlorate extracted reovirus RNA was thermally denatured in formaldehyde prior to spreading by the protein monolayer technique. Length distributions and relative numbers of filaments in the peaks of the tri-modal distribution pattern were similar to those found for unheated material when extracted prior to spreading. This similarity indicates that heating subsequent to extraction produced no further filament breakage. The thin, kinky appearance of the heated filaments, and the appearance of congruent pairs, indicated that heating had separated the strands of the complementary-stranded RNA subunits.
The trifluoroacetylation of thymidine at room temperature was performed using trifluoroacetic acid phenylester in pyridine. A selective protection of the 5′-position was not possible: Even low molar quantities of the trifluoroacetylating agent gave rise to bis-trifluoroacetylation. The bis-trifluoroacetyl derivatives of thymidine and 5-bromo-deoxyuridine were purified by vacuum sublimation. The completely trifluoroacetylated deoxyribosides of uracil, 5-iodouracil and adenine underwent decomposition during sublimation.
Following treatment with the β-galactosidase inducer [methyl-3H] -thiogalactoside, an induceracceptor-complex was isolated from extracts of E. coli K 12 using DEAE cellulose chromatography. Enzymatic digestion with trypsin suggested that the inducer was bound to a protein component.
Specific radioactive peaks demonstrated acceptor activity in the inducible strains E. coli K 12 and ML 3, but different results were obtained using the non-inducible mutants ML 35, ML 308 and ML 309.
The potent inhibitor of TMG-induction, o-nitrophenylfucoside, reduced the radioactive acceptor peak and caused a similar inhibition of β-galactosidase synthesis, p-nitrophenylfucoside was ineffective.
Further evidence is presented for the in vitro formation of an inducer-acceptor-complex in cell free extracts of E. coli K 12.
This paper reports about the fine structure in the O—K-spectra of the oxides BeO, MgO, CaO, SrO, BaO, Sc2O5, Y2O3, La2O3, Sm2O3, Yb2O3, NiO and ZnO. The spectra show the satellite lines α3, α4, α5, α6 on the short wavelength side of the main line α1,2 and a shoulder β′ on its long wavelength side. The wavelengths of all lines depend on the nature of the oxide. For the positions of the lines Kα1.2 in the spectra no systematic relation to other data of the oxides is observed. On the other hand the distance of the a4-satellite from the α1,2-line decreases with increasing electronegativity of the metal atom in the oxide. This distance can be used as a measure for the ionic character of the metal-oxygen bond in these compounds.
The rotational spectrum of several isotopic species of HSiCl3 and CH3SiCl3 was studied in the region from 8 to 40 Gc. From the derived rotational constants the following structural parameters were obtained using KRAITCHMAN'S equations: dSi-H= (1.4655±0.0002) A, dSi-Cl= (2.0118±0.0009) A, ∢ Cl—Si—Cl= (110,60±0.25)°. Furthermore the constants for centrifugal distortion DJ= (1.2 ± 0.4) kc for HSiCl3 and DJ= (0.19 ± 0.04) kc for CH3SiCl3, for the quadrupole coupling e Q Vzz= + 12.8 Mc and the dipole moment μ= (0.86 ± 0.01) D for HSiCl3 and μ= (1.91 ± 0.01) D for CH3SiCl3 were determined. The interaction of the overall-rotation with the internal rotation is discussed for CH3SiCl3, and the hindering barrier is estimated to be less than 200 cm-1.
Die FOURIER-Nullkomponente der Bindungsmatrix Gij G(0) in 1 Beziehung (5.16) wurde durch Summation spezieller Diagramme in der sogen. „Kettenapproximation“ und der „Wassermelonenapproximation“ näherungsweise berechnet. Auf der Basis von (5.16) in 1 wurde in der Kettenapproximation und der Wassermelonenapproximation die magnetische Suszeptibilität und die Magnetisierung des dreidimensionalen ISING-Modells bestimmt. In der Kettenapproximation wurden ferner die freie Energie, die innere Energie und die Atomwärme des dreidimensionalen ISING-Ferromagneten sowie die Druck-Dichte-Isothermen des dreidimensionalen Gittergases ausgerechnet.
LANGEVIN equations of the type dn× (t)/dtn+...+c × (t)=K (t) constitute the starting point of a phenomenological fluctuation theory of irreversible processes. These equations are not constructed from transport equations (as in the older theory), but via a generalized MASTER equation from phase space mechanics. The MARKOFF processes of first and higher order defined by the various LANGEVIN equations are studied by the prediction theory of stationary stochastic processes. Instead of the variation principle of the ONSAGEB–MACHLUP theory one has the minimization of the prediction error. The mean relaxation path and the entropy of the considered processes are calculated. It is shown that the entropy consists of one part which is given by the relaxation path and another which is determined by the prediction error.
Die „Selbstenergien“ Gn in 1 wurden durch näherungsweise Auswertung einer größeren Klasse von Selbstenergiediagrammen approximativ berechnet. Das Gleichungssystem (3.3) in 1 für die renormierten Semiinvarianten wurde umgeformt und durch zusätzliche Näherungsannahmen vereinfacht. Durch Näherungsansätze für die Semiinvarianten M2, M3,... konnten einfache Gleichungen für die Magnetisierung M1 hergeleitet werden. Diese Gleichungen wurden numerisch gelöst. Auf der Grundlage der Beziehungen (3.5) und (4.8) in 1 wurden ferner die innere Energie, die freie Energie und die Atomwärme des zweidimensionalen Ising-Ferromagneten sowie die Druck-Dichte-Isothermen des zweidimensionalen Gittergases numerisch ausgerechnet.
It is possible to determine the anomeric configuration of nucleosides by a simple, spectrophotometric assay, using the nucleoside phosphorylase activity of cell-free extracts from E. coli. β-nucleo-sides are split, a-anomers remain unchanged. For a single estimation 20-40 µg of nucleoside are required. 6-Azauracil- and 8-azaguanine-β-ᴅ-riboside and some nucleoside phosphates are resistant, a fact, which is of interest in view of the specificity of nucleoside phosphorylases.
Indole zum Vergleich mit Amanita-Giften. 6. Hydroxylierung von Tryptophan und Tryptophylpeptiden
(1968)
Im System Fe2⊕, Äthylendiamintetraacetat, Ascorbat und Luftsauerstoff gelingt die Hydroxylierung von Tryptophan, Tryptophyl-glycin, Tryptophyl-glycyl-isoleucyl-glycin und Phalloidin, wobei verschiedene Stellen des Indolrings verschieden stark betroffen werden. Produkte einer 2-, 5-, 6- und 2.6-Hydroxylierung konnten spektroskopisch und papierchromatographisch nachgewiesen werden. Bei den Peptiden gewann die Hydroxylierung des Benzolteils des Tryptophans die Überhand. Vom Phalloidin wurde nur die Bildung eines phenolartigen Produkts, vergleichbar mit Amanitin, festgestellt, wobei über die Stellung der neu eingeführten Hydroxylgruppe keine Aussage gemacht werden kann.
Nicotinamid-3-desazapurindinucleotid * wurde aus den Teilstücken Nicotinamidmononucleotid und 3-Desazapurinribosid-5'-phosphat durch Kondensation mit Dicyclohexylcarbodiimid in wäßrigem Pyridin hergestellt1. Das Coenzymmodell war im enzymatischen Test mit verschiedenen Dehydrogenasen ebenso wirksam wie Nicotinamid-adenin-dinucleotid. Für die Funktion der Wasserstoffübertragung scheint der Stickstoff N 1 im Purinring von Bedeutung zu sein. Auffällig ist, daß die pK-Werte nichtfunktioneller Mononucleotidteile bei Coenzymmodellen, die Nicotinamid-adenin-dinucleotid im enzymatischen Test ersetzen können, über dem Wert 4 liegen. Das optische Verhalten des Coenzymmodells Nicotinamid-3-desazapurin-dinucleotid ähnelt dagegen nichtpurinhaltigen Coenzymmodellen, die sich bisher alle durch eine geringere Coenzymwirksamkeit auszeichneten. Eine schwächere intramolekulare Wechselwirkung zwischen den Heterocyclen zeichnete sich durch die Verschiebung des Dihydronicotinamid-Absorptionsmaximums in dem kurzwelligen Teil des Spektrums aus. Aus den geringeren intramolekularen Wechselwirkungen lassen sich jedoch keine Rückschlüsse auf die enzymatische Wirksamkeit ziehen. Alle nichtpurinhaltigen hydrierten Coenzymmodelle zeigen keine Änderung der Fluoreszenz nach Enzymzugabe.
Mit äußerst fein dispergiertem 3.4-Benzpyren (=BP**) wurde seine Löslichkeit in Wasser und wäßrigen Nucleotidlösungen fluoreszenz-spektroskopisch neu bestimmt. Wir fanden, daß ATP deutlich größere lösungsvermittelnde Eigenschaften für BP besitzt als ADP oder AMP. Die gesättigte Lösung von BP in ATP-Lösung verliert bei Zugabe von ATP-ase ihre zusätzliche Lösungsvermittlung. Zwischen DNS und BP, jedoch nicht zwischen RNS und BP wird eine Energieübertragung nachgewiesen.
Wir versuchen, aus den Löslichkeitsunterschieden für BP in Nucleotidlösungen den gerichteten Transport des BP von den Mitochondrien zu den kernnahen Bereichen der Zelle über das ATP-Konzentrationsgefälle zwischen diesen Strukturen zu erklären. Die gelbgrüne Fluoreszenz, die sich nach Inkubation mit BP im endoplasmatischen Retikulum zeigt, wird auf kristallines oder dimerisiertes BP bzw. Reaktionsprodukte des Benzpyrenyl-Radikalkations mit nucleophilen Zellstrukturelementen zurückgeführt. Hieraus werden Blockierungs- und Störmodelle der DNS abgeleitet. Auf die Ähnlichkeit dieser Prozesse mit der carcinogenen Wirksamkeit indifferenter Phasengrenzflächen und alkylierender Agenzien wird hingewiesen und die Bedeutung der Symmetrieelemente der Carcinogene bei diesem Prozeß diskutiert.
Zur Klärung der Frage nach der Beteiligung von Protein-Actinomycin (AMC) -Wechselwirkungen am antibiotischen Wirkungsmechanismus von AMC wurden mit Hilfe von Absorptions-, Fluoreszenz- und Rotationsdispersions-Spektroskopie, sowie Gelfiltration, Gleichgewichts-Dialyse, Ultrazentrifugation und enzymatischen Tests physikalisch-chemische Wechselwirkungen von AMC und Actinocinanalogen mit Ribonuclease, Serumalbumin und einigen SH-Enzymen (ADH, LDH, GAPDH) untersucht. Photochemische Reaktionen wurden ausgeschlossen.
Eine Bildung starker Komplexe wird nur bei pH < 2 beobachtet. Unter quasi-physiologischen Bedingungen des Mediums ergibt sich aus einer Differenzbande im Bereich der Phenoxazin-Absorption schwache Komplexbildung, die bei hohen Proteinkonzentrationen auch durch die gemeinsame Sedimentation von AMC und Protein bestätigt wird. Die Peptid-Lacton-Ringe des AMC und die aromatischen Aminosäuren der Proteine scheinen an der Wechselwirkung nicht beteiligt zu sein (Reaktion mit AMC-Dimeren, Null-Differenzspektrum bei λ ~ 280 mμ). Die Ähnlichkeit im Verhalten von Cystein, Glutathion und SH-Enzymen und der kompetitive Effekt von Cystein bei der AMC-Enzym-Wechselwirkung weisen auf eine Beteiligung von Cystein am Komplex hin.
Eine durch AMC bewirkte Desaktivierung oder Stimulierung von Ribonuclease wird nicht beobachtet. Dagegen tritt im Fall von SH-Enzymen im pH-Optimum eine dem molaren Verhältnis AMC/Enzym proportionale Desaktivierung auf, die durch DNA bzw. RNA nur z. T. aufgehoben wird. Konformationsänderungen sind dabei nicht nachweisbar; die optische Drehung erweist sich als additiv. „Extrinsic“ Cotton-Effekte treten nicht auf.
Die SH-Spezifität des Ribonuclease-Inhibitors legt in Analogie zu den untersuchten SH-Enzymen die Annahme nahe, daß eine AMC-Protein-Wechselwirkung (Blockierung des RNase-Inhibitors) am biologischen Wirkungs-Mechanismus des AMC beteiligt sein könnte.
The formation of aliphatic α-amino acids by X-ray induced carboxylation of simple amines or amination of simple carboxylic acids is not favored over the formation of other amino acids. The new carboxylic and amino groups are more or less distributed statistically over the carbon atoms of the starting material. On radiationchemical formation of aliphatic hydrocarbons over C3, therefore, an increasing amount of unusual amino acids is produced. The results are influenced by various parameters such as temperature, pH, concentration, linear energy transfer and total dosis of radiation applied. Also peptides can be formed radiationchemically. However, the formation of greater molecules by radiationchemical processes under the conditions of a primitive earth seems to have only a low probability. The reaction mechanisms of radiationchemical carboxylation and amination are discussed.
Methylthio-β.ᴅ-galaktosid wird in E. coli K 12, sowie in den Mutanten ML 3 und ML 308 in vivo zu einem geringen Teil in einen Phosphorsäureester, wahrscheinlich das 6-Phosphat (TMG-P) umgewandelt. TMG-P wird von E. coli K 12 aufgenommen, wirkt jedoch nicht als Induktor des Lactose-Operons. Zellfreie Extrakte aus E. coli K 12 geben die gleiche Reaktion, wobei die in vitro-Reaktion durch anorganisches Phosphat und Phosphoenolpyruvat stimuliert wird.
Lumineszenz von Hefe
(1968)
The unimolecular thermal decomposition of chloroethane-2-d3 and chloroethane-2-d1 was studied in a static system at two temperatures and at pressures between 0.1 and 10 mm Hg. The rate constants for the high pressure limit were obtained from these measurements and used to calculate the Arrhenius equations. The decomposition of chloroethane-2-d3 was also studied at high conversions and yielded almost exclusively (97%) DCl and CD2CH2 as shown by mass spectrometric analysis thus proving a molecular elimination mechanism via a four-centered reaction complex.
The microwave spectra of SiFBr3 and CH3SiBr have been investigated in the region from 30 to 40 GHz. Assuming reasonable values for dSi-F, dSi-C and the methyl group a least squares analysis of the rotational constants yields dSi-Br ≮Br—Si—Br SiFBr3 (2,171 ± 0,001) A (111,36 ± 0,15)°, CH3SiBr3 (2,175±0,001) A (111,09±0,15)°. A barrier to internal rotation of about 1 kcal/mole is estimated by the intensity method.
The microwave spectrum of several symmetric and asymmetric top isotopic species of CH3CCl3 has been studied in the region from 8 to 40 GHz. A least squares analysis of the rotational con-stants gave the following structural parameters : dC-C =(1.541 ±0.001) A, dC-Cl = (1,7712 ± 0.0008) A, dC-H = (1.090 ± 0.002) A, ∢H—C—H= (110.04±0.25) ° , ∢Cl—C—Cl= (109.39 ±0.25) °. A dipole moment of μ = (1.755 ± 0.015) D has been derived from the investigation of the Stark effect of the transition J=4→5 of CH3CCl3335. From intensity measurements the barrier to internal rotation is estimated to be (1740 ± 300) cal/mol. An analysis of the spectrum of CH2DCCl2Cl37 shows conclusively that methylchloroform in its equilibrium configuration has the methyl group staggered with respect to the CCl3-group. It could be shown that there exist two torsional isomers gauche and anti with specific microwave spectra.
Farbzentren mit Absorptionen im Bereich des sichtbaren Lichtes entstehen bei Röntgen-Bestrahlung in Calcitkristallen, wenn die Kristalle durch Verformung eine hohe Störstellenkonzentration erhalten haben. Die Absorptionsspektren solcher Farbzentren werden ausgemessen und mit röntgenographisch bestimmten Störungsgraden verglichen. Die Bildung und die thermische Ausheilung der für die Entstehung von Farbzentren erforderlichen Störstellen wird quantitativ untersucht. Dabei wird festgestellt, daß mindestens zwei verschiedene Farbzentren auftreten, deren Konzentrationsverhältnis von der Temperaturvorbehandlung der gestörten Calcitproben abhängt.
The microwave spectra of SiHBr3 and SiDBr3 have been investigated in the region from 28 to 40 GHz. From the rotational constants the following structural parameters were derived by a least square method: dSi-H = (1,494 ± 0,009) A, dSi-Br = (2,170 ± 0,001) Å, ∢Br-Si-Br = (111,36 ± 0,25)0. The results are compared with those obtained for other Si-halogen-compounds.
The microwave spectrum of CF3CCl3 has been investigated in the region from 15 to 40 GHz. A least squares analysis of the rotational constants gave the following structural parameters: dC–C= (1,5394 ± 0,001) A, dC–F= (1,330 ±0,001) A, dC-Cl = (1,7710 ± 0,0009) A, ∢ C—C—F = (109,55 ± 0,25) °, ∢ C—C—Cl= (109,55 ± 0,25) °. The splitting of the torsional satellite may be explained by the theory of KOEHLER and DENNISON.
The nuclear magnetic resonance of 133Cs (I=7/2) has been studied at room temperature in the isostructural compounds Cs2CuCl4, Cs2CuBr4, Cs2CoCl4 and Cs2ZnCl4. The nuclear quadrupole coupling tensors and the magnetic shift tensors have been determined at the two inequivalent sites of the unit cell for all complexes. A satisfactory description of the quadrupole coupling (νq ≲ 20 kc) with a point charge model is only possible by reducing the charge on the central ion of the MX4 tetrahedron to +1-1. Large isotropic shifts (up to 0.5%) with smaller anisotropic contributions have been found in the paramagnetic compounds. The diamagnetic Cs2ZnCl4 shows shift up to 0.03% relative to CsCl.
Fluorescense spectra of lactate dehydrogenase * (E.C. 1.1.1.27) were investigated in the presence of the coenzyme fragments dihydronicotinamide mononucleotide and dihydronicotinamide-ribose-5'-pyrophospho- (P2) -5“-ribose. The reduced mononucleotide is enzymatically less active as a hydrogen donor. However, formation of a complex with the enzyme was not observed under the conditions used. All the other substances: dihydronicotinamide-ribose-5'-pyrophospho- (P2) -5“-ribose, dihydronicotinamide- benzimidazole-dinucleotide, dihydronicotinamide-3-desazapurine-dinucleotide and dihydronicotinamide-6-mercaptopurine-dinucleotide form more or less stable complexes with lactate dehydrogenase. The complexes do not markedly differ from the complex formed with the natural cofactor. In all cases spectra indicate change in conformation of the coenzyme by forming the coenzyme-enzyme-complex which has been proposed by VELICK 1 too. The cysteine residues of the lactate dehydrogenase are not essential for binding the coenzyme to the active center; this was shown with mercury blocked enzyme.
Thermal denaturation of RNA free coat proteins of tobacco mosaic virus (TMV) was studied for wildtype TMV (vulgare) and the temperature-sensitive mutant, Ni 118. The ability to form soluble aggregates as well as the optical properties (ORD, UV-difference spectra), and the sedimentation behavior were used as criteria for the native state.
At pH 7.5, I= 0.02 denaturation is reversible for both proteins. The ORD data indicate that the denatured proteins contain residual secondary structure. The “melting temperatures”, as defined by ORD measurements (cp = 0.02 mM), are 39.5 ± 1°C for vulgare and 27 ± 1°C for Ni 118 at pH 7.5, I= 0.02. By means of the aggregation test (cp = 0.05 mM) somewhat lower melting temperatures were found under the same solvent conditions. The difference between the primary structures of vulgare and Ni 118 proteins being a proline → leucine (pos. 20) replacement, the results suggest the cyclic structure of proline (20) to have a specific stabilizing function in the three dimensional protein structure. This conclusion is supported by preliminary experiments on a temperature-sensitive mutant with a threonine residue in pos. 20.
Über Lithiumhexaoxometallate
(1969)
Über Natriumhexaoxometallate
(1969)
Um den Mechanismus der Reaktion des Cysteins mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart von Komplexen des zweiwertigen Kupfers als Katalysatoren zu ermitteln, wurden Messungen der Chemilumineszenz, der Sauerstoff- und der Cysteinkonzentration in Abhängigkeit von der Zeit vorgenommen. Variation der Konzentration der Reaktionsteilnehmer führte zu Meßergebnissen, die die Aufstellung eines Reaktionsschemas gestattete. Das hieraus abzuleitende System nichtlinearer Differentialgleichungen für die Reaktionsgeschwindigkeiten wurde in einem Analogrechner gelöst, wobei Übereinstimmung zwischen Rechnung und Meßergebnissen sowohl für die Zeitabhängigkeit als auch für die Konzentrationsabhängigkeit gefunden wurde.
The autoxidation of NaSH and Cysteine in the presence of heavy metal ions is accompanied by chemiluminescence due to the formation of O2⊖ or adequate compounds as intermediates. The observation of the luminescence intensity and its time dependence has been used as analytical indication of the occurrence of electron transfer reactions from - SH to O2.
This enabled the study of the influence of different catalytic promoters. The efficiency of different metal ions could easily be demonstrated by their enhancement of light production during the reaction of NaSH with molecular oxygen. Cu (II) as one of the most efficient catalysts was also applied in the form of different complexes. Because it would catalyse the oxidation of cysteine, glutathione and other electron donors of biological interest, the influence of the nature of the ligands of the complexes was investigated. In the case of cysteine only complexes with stability constants of medium strength and planar configuration acted as effective catalysts. Therefore it has to be assumed that for an effective electron transport to the loosely bound oxygen the cysteine molecule has to enter the inner sphere of the complex. The much longer time of luminescence of this reaction (4 -10 min) compared to the short time luminescence caused by free O2H. OH and H2O2 indicates that these intermediates are stabilized by binding to the Cu (II) -complex as in compounds (I), (II) and (III) of oxidizing enzymes.
Die Ergebnisse einer Selendehydrierung des Cholesterins bei 350°C werden mit Produkten verglichen, die sich aus dem Steroid im aktiviert absorbierten Zustand auf Kieselgel durch Oxydation mit Joddampf bei Raumtemperatur bilden. Alkylsubstituierte Cyclopentenophenanthrene konnten hierbei mit Sicherheit gefaßt werden. Da die äußeren Versuchsbedingungen, im Gegensatz zu allen bisherigen Dehydrierungsversuchen an Steroiden, am ehesten mit physiologischen verglichen werden können (20°C, ein dem freien Sauerstoff entsprechendes Oxydationspotential von ca. +0,4 V und eine aktivierende Grenzfläche), werfen die Ergebnisse ein neues Licht auf die alte Hypothese der endogenen Bildung carcinogener Kohlenwasserstoffe im Organismus.
Der erleichterte Reaktionsverlauf im Adsorpt wird durch Erhöhung der Adsorptionswärme im Zuge der Aromatisierung erklärt.
Über Li6ReO6
(1969)
On the basis of the results obtained in a previous paper it is shown that in the thermodynamic limit the analogues of the Massieu-Plandc functions are linked with each other by means of the Legendre transformation. The existence of the limiting function φk(∞) implies the existence of the limiting function φl(∞) (l<k) under the same assumptions. Passage to the limit and derivation with respect to all independent variables commute. A statistical derivation of the thermodynamic stability condition in its most general form is given which leads naturally to a statistical interpretation of the concept of thermodynamic stability.
The O-K-spectra of α- and γ-Al2O3, β-Ga2O3 and In2O3 were measured with a high-resolution grating spectrograph using the method of electron excitation. The spectra were corrected for the nonlinear response of the photographic emulsions. A shift of the O - K-emission band edge of γ-Al2O3 to lower energy with respect to that of α-Al2O3 and a fine structure within all O -K-bands were observed for the first time. The details of the spectra are discussed in relation to the energy level diagrams, crystal structure, and chemical bond of these oxides.
Within the framework of the eigenchannel reaction theory above the two-particle thresholdcluster channels are introduced. The eigenchannels of the S-matrix are used, i. e. continuum stateswhich diagonalize both the S-matrix and the nuclear Hamiltonian and represent for each reactionenergy a discrete set of coupled channel wave functions with a common (eigen-) phase. Especiallythe emission of a deuteron is discussed. It is shown that the cluster channels supplement the energy-correlated channels describing the energy partition £1 + e2 = E —Ef and that asymptotic channelorthogonality holds. The characteristic feature of the cluster channels as compared to the energy-correlated channels is that their final state interaction is not limited to a finite matching volumecomparable to nuclear sizes.
Es werden allgemeine Gleichungen zur Berechnung der Verteilung der Nullstellen von der großen kanonischen Verteilungsfunktion Ξ (y) eines Gittergases in der komplexen Ebene der Fugazität y in Bethescher Näherung angegeben, die nach einem graphischen Verfahren gelöst werden können. Für das zweidimensionale, quadratische Gitter und das dreidimensionale, kubische Gitter werden die Bestimmungsgleichungen für die Nullstellenverteilung mit Hilfe des graphischen Verfahrens explizit gelöst. Die Nullstellenverteilung von Ξ (y) des eindimensionalen Gittergases wird in geschlossener Form angegeben.
Excimerenfluoreszenz oligomerer Assoziate von 3,4-Benzpyren in wäßrigen Lauryl-Sulfonat-Lösungen
(1969)
An Lösungen von 3,4-Benzpyren in wäßrigen Na-Laurylsulfonatlösungen wird etwa bei der doppelten kritischen Konzentration der Mizellbildung eine langwellige Fluoreszenz beobachtet, deren spektrale Zusammensetzung innerhalb der Toleranz der spektralen Zusammensetzung der Fluoreszenz des festen Kohlenwasserstoffs gleicht.
Wegen der eigenartigen Konzentrationsabhängigkeit wird diese Emission Excimeren zugeschrieben, die sich - in Analogie zum Excimeren-Mechanismus der Festkörperfluoreszenz von 3,4-Benz pyren - aus im Grundzustand vorliegenden Assoziaten bilden, die nach der Excimeren-Emission wieder zurückgebildet werden.
It is shown that, for all conceivable ensembles of statistical thermodynamics, at the thermodynamic limit, the frequency function of the fluctuations of macroscopic extensive parameters equals a Gaussian. The proof is based on a generalisation of Khinchin's method using the concept of "smoothed frequency functions."
The relations of the theory of real gases which have first been derived by Mayer and his co-workers can be obtained in a simple way by the functional method. In this case the assumption of the pairwise additivity of the intermolecular potential can be dropped. Apart from some new relations for distributions functions the expansion of the direct correlation functions is obtained as a power series in density with coefficients consisting of integrals over Husimi functions.
Several oxoplatinates (IV) and -rhenates (VII) with isolated PtO6 or ReO6 octahedra respectively surrounded by lithium, sodium, magnesium, calcium, strontium and barium atoms were prepared. From infrared spectra (KBr pellet technique) force constants were calculated. The values varied. depending on an inductive field effect caused by the alcaline and alcaline earth atoms, which increased in the following order: Ba<Sr<Ca ≈ ≪ Mg. By means of bond order it can be predicted that for central atoms with d0 or d10 configuration and with an oxidation state lower than six only such hexaoxometallates will be formed in which the alcaline or alcaline earth atoms intensity the force constant by a strong inductive effect. PtO6 requires an additional force which lowers the symmetry of PtO6 and stabilizes the hexaoxoplatinates (IV).
The behaviour of molecules and particles of 2 - 400 nm radius in gel chromatography was investigated using sephadex, agarose, and pearl shaped cellulose gel of different porosity. Correlations between elution volumes and particle sizes are given in Fig. 1. We found that particles from ca. 400 nm diameter upwards were more or less irreversibly adsorbed depending on the particle size. So only 15% of rat liver mitochondria and 5% of E. coli bacteria could be eluted from the loose cellulose Cu3. It is assumed that this adsorption is due to the absence of Brownian motion of large particles, which therefore are more or less subject to the gravity and to adsorption forces of the gel.
Über den Einfluß der Kationen auf die Kraftkonstanten der WO-Bindung in den Hexaoxowolframaten (VI)
(1970)
Expectation values of kinetic and potential energy are calculated for some lower antibonding orbital states of simple diatomic molecules using H2+ and HeH2+ as test cases. Common LCAO-MO theory and a scaling procedure are applied which allow an analysis of atomic orbital interactions in terms of RUEDENBERG'S1 promotion and interference effect at various internuclear distances. Contributions to the total energy at different regions of interatomic separations are discussed in detail. A characteristic increase of the kinetic energy is observed for antibonding linear combinations at distances where chemical bonding occurs.
The theoretical IR-frequencies of sulphurdifluoride are computed from force constants, which are evaluated by means of molecules with S-F-bonds: ν1 = 795 ± 10cm-1, ν2 = 430± 5cm-1, ν3= 830 ± 10cm-1.
Es wird das Mikrowellenspektrum eines symmetrischen Kreisels (tert.-Butyljodid) untersucht, in dem sich die HFS-Komponenten des Schwingungsgrundzustandes mit denen einiger angeregten Vibrationszustände überlagern. Dabei gelingt es, eine allgemeine Methode zur Analyse eines mit den genannten Schwierigkeiten behafteten Spektrums zu entwickeln. Die Auswertung ergibt im Falle des tert.-Butyljodids folgende Konstanten: e Q q = -1709,5 ± 5,5 MHz, B = 1560,60 ± 0,01 MHz, DJ = 0,20 ± 0,10 kHz, DJK = 0,70 ± 0,07 kHz, rC-J = 2,190 ± 0,005 Å.
The syntheses of the dibenzoquinolizinium-salts 3, 13, 16, 20 and 25 which are of spectroscopic interest are described. Their electronic excitation spectra will be published later by Perkampus and coworkers in this journal.
The interactions between human haptoglobin, Hp II (genetic types 2 - 1 and 2-2), and bovine hemoglobin, Hb, were investigated taking inhibition of complex formation and complex dissociation in various solvent media as criteria.
As shown by relative peroxidase activity and gel chromatography, complex dissociation occurs at high concentrations of guanidine HCl, urea, sodium chloride, dioxane, and formaldehyde, while in case of sodium dodecylsulfate a low molar ratio (SDS/Hb -Hp<5) is sufficient to split the complex. In general the formation of the complex stabilizes the structure of its constituents.
Excluding solvent conditions which lead to denaturation (as measured by optical rotation), ionpairs and H-bonds seem to prevail in the stabilization of the complex, while hydrophobic interactions should be of minor importance. Chemical modification of histidine and tyrosine with diazonium-1-H-tetrazole and N-acetylimidazole, respectively, prove histidyl-groups in Hb and tyrosylgroups in Hp to participate in the Hb-Hp contact, thus confirming earlier results.
Darstellung und Eigenschaften des Coenzymanalogen Nicotinamid-4-methyl-5-acetyl-imidazol-dinucleotid
(1970)
Kondensation des Quecksilbersalzes von 4-Methyl-5-acetyl-imidazol ** mit 1-Chlor-2.3.5-O-tribenzoyl-ribofuranose liefert das geschützte Ribosid 3. Zur Strukturaufklärung der Verbindung wurde 4-Methyl-5-acetyl-1-(β-D-0-2′.3′.5′-triacetyl-ribofuranosyl)-imidazol mit Methyljodid in das 3.4-Dimethyl-5-acetyl-1-(β-D-O-2′.3′.5′-triacetyl-ribofuranosyl)-imidazoliumjodid überführt und der Zuckerrest hydrolytisch gespalten. Das entstandene Imidazol-Derivat ist identisch mit 1.5-Dimethyl-4-acetyl-imidazol. 4-Methyl-5-acetyl-1- (β-D-ribofuranosyl) -imidazol wurde mit Aceton in das Isopropyliden-Derivat 4 überführt. Die Phosphorylierung zum Nucleosid-5′-phosphat (5) führten wir mit β-Cyanäthyl-phosphat durch. Durch Kondensation mit Nicotinamid-mononucleotid erhielten wir das Coenzymanaloge Nicotinamid-4-methyl-5-acetyl-imidazol-dinucleotid (6). Die Verbindung liegt im oxydierten Zustand in gefaltener Form vor. Das Fluoreszenz-Anregungsspektrum der Dihydroverbindung zeigt keine Energieübertragung vom nichtfunktionellen 4-Methyl-5-acetyl-imidazol-Teil auf den Dihydronicotinamid-Ring. Das Coenzymanaloge weist eine größere Michaelis- Konstante im Test mit Lactat-Dehydrogenase aus Schweineherz *** auf als das natürliche Nicotinamid-adenindinucleotid ***. Die maximale Umsatzzahl ist trotz der schwächeren Bindung vergrößert. Das unterschiedliche Verhalten des Coenzymanalogen 6 gegenüber NAD läßt, neben der π-Bindung des nichtfunktionellen Teils, eine polare Gruppe im aktiven Zentrum des Enzyms vermuten, die die Ausrichtung des Coenzyms im Coenzym-Enzym-Komplex bewirkt.
Dihydronicotinamid-4-methyl-5-acetyl-imidazol-dinucleotid bildet einen fluoreszierenden Komplex mit der Lactat-Dehydrogenase, der dem des NADH-LDH-Komplexes sehr ähnlich ist.
It is shown that in the case of metals connected by a first order conductor the decomposition of formic acid is less at the element of lower work function while it is more at the element of higher work function. The metals used were Ni, Cd, Zn. The results correspond to the investigations of other authors 1 who showed that the activation energy on alloys depends on how far the concentration of electrons is from full saturation of the lattice type. This effect is explicable in terms of the development of a contact potential, the conditions in the case of metals being similar to those in the case of alloys
The reversible one-electron insertion into mono- and 1,4-di-substituted benzene derivatives is favored by dialkoxyboron and especially by dialkylboron groups. The assumption that it should be the symmetric e2u benzene molecular orbital which is occupied in the resulting radical anions can be supported by comparison of ESR coupling constants.
The enthalpies of mixing at 25° of diethyl ether, di-n-propyl ether, di-n-butyl ether, di-isopropyl ether, propylene oxide, tetrahydrofuran, and tetrahydropyran with chloroform are determined by an isothermal titration method. As a result, the functions HM-f(N CHCl3) are obtained with a step width of 0.025 of the mole fraction and a relative accuracy of 1 per cent or better. Evaluation of the heat of mixing data by means of equilibrium models ("ideal associated mixture") shows that the systems of aliphatic ethers with chloroform behave rather precisely as one-step equilibria of the type A + B = AB (A = ether; B = chloroform). In the systems of cyclic ethers with chloroform, a second equilibrium step, AB + B = AB2 , must be considered, the importance of which decreases with increasing ring size of the ether. The equilibrium data calculated for the seven ether-diloroform systems are discussed.
The electron paramagnetic resonance of copper (II)-tetrammine nitrate in solution of methanol and water has been investigated. The data obtained from the spectra at room temperature and 97 °K together with the optical transition energies determined from single crystal polarized absorption spectra at 77 °K by other authors were used to calculate the LCAO-MO bonding parameters. The bonding orbital of the ammonia molecule cannot be described by the concept of sp2 hybridization which was exclusively used in the theory. Therefore a calculation of the overlap integral S(n) for α bonding and of the superhyperfine splitting was carried out in terms of an arbitrary hybridization parametern. For ammonia, n was taken from the Duncan-Pople hybrid wave function for the lone pair orbital. The o bonding and the out-of-plane π bonding appear to have a moderate degree of covalency (α = Ϭ = 0.91; α’= 0.49). The covalent in-plane n bonding is somewhat stronger (β = 0.87) but is by no means so strongly covalent as is observed in compounds with ligands which do not exclusively coordinate through the lone pair electrons.
At low temperature nine ligand nuclear superhyperfine structure lines corresponding to the interaction of four magnetically equivalent nitrogen nuclei have been observed. The value of α' derived from the superhyperfine splitting is in excellent agreement with that obtained from the copper nucleus hyperfine structure.
The triplet state of acridine orange dissolved in methanol/water matrix was investigated by ESR. In absence of oxygen a strong temperature dependence of the spectra was observed. At low temperature (100 °K) the zero-field splitting parameters calculated from the triplet spectrum are: X/hc = 0.0050 cm-1, Y/hc= 0.0342 cm-1, Z/hc=0.0387 cm-1 , at higher temperature (140 °K) : X*(hc=0.0056 cm-1, Y*/hc=0.0206 cm-1, Z*/hc = 0.0262 cm-1 . It was assumed that the low temperature spectrum is caused by isolated molecules in the triplet state while the high temperature spectrum must be attributed to the triplet exciton state of the acridine orange dimer. From the theory of the ESR triplet exciton spectra it can be shown that in the dimer state of acridine orange the molecular planes form an angle of 50° or 130°. However, it cannot be excluded that the dimer configuration differs in the ground or excited singlet state from the triplet state.
The coenzyme analogue nicotinamide 5-iodouracil-dinucleotide was synthesized by condensation of the two mononucleotides with dicyclohexylcarbodiimide in aqueous pyridine. The enzymatic properties of this compound were compared with those of the nicotinamide-uracil-dinucleotide. Both coenzyme analogues reacted slowly when functioning as a hydrogen carrier in enzymatic tests. The properties were similar to those of nicotinamide-benzimidazole-dinucleotide. The difference spectrum between the intact coenzyme analogue and its mononucleotides showed that the intramolecular interaction between the functional and non-functional moiety was smaller than that in NAD. The interaction corresponded to that of nicotinamide-benzimidazole-dinucleotide. The fluorescence excitation spectrum did not show any energy transfer from the non-functional iodouracil to the dihydronicotinamide part of the analogue. Difference spectra between the coenzyme - enzymecomplex and the two isolated components indicated that the unfolded dihydrocoenzyme was bound to the active site of lactate- and alcohol-dehydrogenase, respectively. Furthermore, they showed aromatic interaction of the non-functional part with parts of the protein. Introduction of iodine into the nicotinamide-uracil-dinucleotide did not remarkably alter the behavior of the analogues. As the iodine is bound very strongly to the coenzyme analogue, it may be useful for X-Ray-investigations of the dehydrogenases.