Biochemie und Chemie
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Cells maintain membrane fluidity by regulating lipid saturation, but the molecular mechanisms of this homeoviscous adaptation remain poorly understood. Here, we have reconstituted the core machinery for sensing and regulating lipid saturation in baker’s yeast to directly characterize its response to defined membrane environments. Using spectroscopic techniques and in vitro ubiquitylation, we uncover a unique sensitivity of the transcriptional regulator Mga2 to the abundance, position, and configuration of double bonds in lipid acyl chains and provide unprecedented insight into the molecular rules of membrane adaptivity. Our data challenge the prevailing hypothesis that membrane viscosity serves as the measured variable for regulating lipid saturation. Rather, we show that the signaling output of Mga2 correlates with the size of a single sensor residue in the transmembrane helix, which senses the lateral pressure and/or compressibility profile in a defined region of the membrane. Our findings suggest that membrane property sensors have evolved remarkable sensitivities to highly specific aspects of membrane structure and dynamics, thus paving the way toward the development of genetically encoded reporters for such membrane properties in the future.
Pyrosulfonyldifluoride reacts with waterfree hydrazine in a molar ratio of 2 : 3 to give hydrazine -1,2-bis(sulfonylfluoride) in a low yield.. The reaction of N-fluorosulfonylamide and SOCl2 yields NH4⊕⊖ N(SO2F)2. This salt is converted to (C6H5)4P⊕⊖N(SO2F)2 in water by (C6H5)4PCl. (CH3)2NNH2 reacts with PSF3, PSF2Br, PSF2CH3 or PSF2C2H5 to yield the following compounds: (CH3)2NNHPSF2, (CH3)2NN (PSF2)2, (CH3)2NNHPSFCH3 and (CH3)2NNHPSFC2H5. The properties and the chemical behaviour of these substances are described. Results of ir-spectra, as well as 31P-, 19F- and 1H-nmr- and mass-spectra and elemental analysis characterize the compounds.
S4N3Cl reacts with sulfonic acids and imido- bissulfonyl derivatives under HCl-evolution to the following compounds: S4N3SO3CF3, S4N3N (SO2F)2, S4NSO3CH3HSO3CH3, S4N3N (SO2CF3) SO2Cl and S4N3N (SO2CF3) SO2F, They are yellow solids which decompose when heated below the melting point. The compounds are formed in nearly quantitative yield and have been characterized by elemental analysis, nmr and electronic spectra.
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.
Hemoproteinoids related to contemporary porphyrin-dependent peroxidases were synthesized under simple conditions. The peroxidative activity of hematin increased by a factor of 50 if the hematin was bound to proteinoids whereas the catalatic activity of hematin decreased rather under the same conditions. The peroxidative activity of hemoproteinoids particularly increased with their lysine content whereas the catalatic activity especially decreased in proteinoids with high phenylalanine content. The isoelectric points of the lysine-rich peroxidic hemoproteinoids were about 8. Their relatively broad pH-activity optimum was about pH 7.0. The molecular weights were a little below 20 000. Hematin content and amino acid composition of the synthetic materials were varied greatly. The substrate specificity appeared as broad as that of biogenous peroxidases, e. g., horseradish peroxidase. Among the many substrates was NADH. The possible importance of the peroxidative oxidation of NADH-type coenzymes by primitive heterotrophic organisms or prebiological systems in an anaerobic environment is discussed.
Li6UO6 has a reversible phase transformation at 680°C and decomposes above about 850°C. At high pressure the low temperature modification becomes unstable because of an invariant point in the system Li2O—Li4UO5 at approximately 13 Kb and 620°C. β-Li6UO6 has a triclinic unit cell with a = 5.203, b= 5.520, c = 5.536 Å, α = 114.7, β = 120.7 and γ = 75.5°. The close relationship between the crystal structures of Li6TeO6 and Li6UO6 is also suggested from similar infrared spectra and from partial solid solution Li6UO6—Li6TeO6.
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.
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.
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.
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.
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 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 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.
Lumineszenz von Hefe
(1968)
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.
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.
Über den Einfluß der Kationen auf die Kraftkonstanten der WO-Bindung in den Hexaoxowolframaten (VI)
(1970)
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.
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.
Über Natriumhexaoxometallate
(1969)
Über Lithiumhexaoxometallate
(1969)
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 Li6ReO6
(1969)
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.
DNA points accumulation for imaging in nanoscale topography (DNA-PAINT) is a super-resolution technique with relatively easy-to-implement multi-target imaging. However, image acquisition is slow as sufficient statistical data has to be generated from spatio-temporally isolated single emitters. Here, we trained the neural network (NN) DeepSTORM to predict fluorophore positions from high emitter density DNA-PAINT data. This achieves image acquisition in one minute. We demonstrate multi-color super-resolution imaging of structure-conserved semi-thin neuronal tissue and imaging of large samples. This improvement can be integrated into any single-molecule microscope and enables fast single-molecule super-resolution microscopy.
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.
Wir ermittelten die Geschwindigkeitskonstanten sowie die Arrhenius sehen Aktivierungsenergien und Aktionskonstanten der alkalischen Hydrolyse einer Reihe von Di- und Tripeptiden. Die zur Gewinnung der kinetischen Daten führende quantitative Analyse der Hydrolysate gelang, indem die Peptide vor ihrer Hydrolyse geeignet mit 14C markiert, die Hydrolysate mit Hilfe der Papierchromatographie bzw. der Zonenelektrophorese getrennt und die isolierten Hydrolyseprodukte auf Grund ihrer Radioaktivität quantitativ bestimmt wurden.
Der zeitliche Verlauf der alkalischen Hydrolyse von Di- und Tripeptiden wird durch ein Zeitgesetz 1. Ordnung bezüglich des Peptids und bezüglich der Hydroxylionen dargestellt. Die Abstufungen der Aktivierungsenergien, die den einzelnen Peptidbindungen in Di- und Tripeptiden zugeordnet sind, lassen sich durch die Annahme deuten, daß die Hydrolyse nach dem BAC 2-Mechanismus verläuft. Die Aktionskonstanten wachsen, wenn auch nicht regelmäßig, mit den Aktivierungsenergien.
The TOM complex is the main entry point for precursor proteins into mitochondria. Precursor proteins containing targeting sequences are recognized by the TOM complex and imported into the mitochondria. We have determined the structure of the TOM core complex from Neurospora crassa by single-particle cryoEM at 3.3 Å resolution, showing its interaction with a bound presequence at 4 Å resolution, and of the TOM holo complex including the Tom20 receptor at 6-7 Å resolution. TOM is a transmembrane complex consisting of two β-barrels, three receptor subunits and three short transmembrane subunits. Tom20 has a transmembrane helix and a receptor domain on the cytoplasmic side. We propose that Tom20 acts as a dynamic gatekeeper, guiding precursor proteins into the pores of the TOM complex. We analyze the interactions of Tom20 with other TOM subunits, present insights into the structure of the TOM holo complex, and suggest a translocation mechanism.
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.
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.
In order to determine the intermolecular forces in the process of the heat aggregation of globular proteins in solution, selected proteins with different amounts of disulfide- and thiolgroups were investigated by specific inhibition experiments and by degradation analysis, using lightscattering and ultracentrifugation methods.
In accordance with the mechanism of the heat aggregation, which in general (SH —SS-proteins) may be characterized as a coupled coagulation- and exchange-reaction, auxiliary valences and covalent bonds take part in the aggregation process.
Besides the pʜ-range of lanthionine-formation, the coagulation-mechanism by weak intermolecular forces exceeds the covalent type of aggregation.
If only one of the sulphur functional groups is present in the protein molecules the aggregation is merely the result of the coagulation-mechanism, i. e. the degradation by urea, guanidine·HCl, variation of pʜ etc. leads back to the monomer.
In the case of SH —SS-proteins the degradation rate depends on the temperature and duration of aggregation: In the range of predenaturation and under isoelectric conditions the native monomer is restored while increasing net charge leads more and more to covalently bound aggregates which are due to disulfide- and lanthionine-groups. High alkalinity promotes the formation of lanthionine.
Regarding the weak intermolecular bonds the application of specific criteria in degradation and inhibition experiments proves that Η-bonds and hydrophobic interactions participate in the aggregation process while ion pair bonds may be excluded. The hydrophobic interactions do not become apparent, until partial denaturation of the aggregating protein takes place.
The proportion of the total aggregation at extreme pʜ-values which is produced by the coagulation mechanism may be explained in a tentative way by assuming specific electrostatic short range interactions between the partially dehydrated molecules, leading to fibrillar associates.
A study on the effect of UV-irradiated polyuridylic acid on the incorporation of phenylalanine into the polypeptide precipitable through trichloroacetic acid, in a cell-free system from E. coli was made. Attempts were made to reactivate the UV-inactivated polyuridylic acid through hydrogen peroxide, uranyl acetate and visible light. We could show that polyuridylic acid irradiated at a dose of 1.2 ×105 ergs/mm2 could be completely reactivated, while the one irradiated at a higher dose of 2.4 ×105 ergs/mm2 could not be completely reactivated under the conditions of our experiment. We have studied the effects of hydrogen peroxide and uranyl acetate on UV-irradiated polyuridylic acid chemically as well. Our results altogether show that the photoreactivating effect of uranyl acetate and hydrogen peroxide is due to their ability to split the uracil dimers formed during UV-irradiation.
The kinetic data of the hydrolysis of some serine peptides in diluted hydrochloric acid and in pure water and of the rearrangement of O-glycyl-DL-serine to glycyl-DL-serine were determined.
The hydrolysis of glycyl-DL-serine and DL-alanyl-DL-serine proceeds surprisingly rapidly in pure water as compared with the hydrolysis of those peptides in 0.5 N hydrochloric acid as well as the hydrolysis of glycyl-DL-alanine in purely aqueous solution. The O → N migration of the glycyl residue in O-glycyl-DL-serine which probably is an intermediate in the cleavage of glycyl-DL-serine in purely aqueous solution represents a three center reaction in which the nucleophilic attack on the O-peptide and peptide bond, respectively, involves a free basic amino group. The analogy between the serine peptide interconversion and the hydrolysis catalyzed by certain proteolytic enzymes is referred to.
Under the conditions of freeze drying are formed in hydrochloric acid solutions of DL-alanyl-DL-serine O-peptide and depsipeptide.
The carcinogenic hydrocarbon 3.4-benzopyrene is soluble in aqueous solutions of different proteins. The solubilities are easily determined by the fluorimetric method. The fluorescence o. the hydrocarbon in the protein solutions is not quenched by molecular oxygen. Nevertheless only in presence of air (oxygen) an irreversible decrease of the fluorescence intensity occurs under irradiation with UV-light of wavelength 366 mμ, which is considerably faster than under nitrogen or in solutions of the hydrocarbon in ethanol or aqueous caffeine.
In the systems investigad, a correlation was found between the half-life period of the reaction and the SH-group activities. The participation of protein-SH-Groups in the 3.4-benzopyrene photoreaction is demonstrated by ampèrometric Ag⊕-titrations.
The influence of protein denaturation and inhibiting additives on the photoreaction are investigated by the fluorimetric method.
Irradiation- and oxygen-dependence of the reaction are analogous to the observations of photodynamic action and skin cancer induction by 3.4-benzopyrene.
By 366 mµ irradiation of β-lactoglobuline solutions containing 3.4-benzopyrene the heatdenaturation characteristics of the protein are changed. The same changes are produced without 3.4-benzopyrene by UV-light of the wavelength 280 mµ. Treatment of the β-lactoglobuline solutions with an amount of cigarette smoke, which certainly does not contain 3.4-benzopyrene in sufficient concentration, acts in the same direction.
Along with the changes in the protein properties the typical fluorescence of 3.4-benzopyrene vanishes. The hydrocarbon does not act as a catalyst in photodynamic action, but is chemically altered as well as the protein, at least in the system under investigation.
1- (2̸.3′.4′-O-Triacetyl-1.β-D-glucopyranosyl) 3-carboxamido-pyridiniumchlorid wird aus α-1-Chlor-2.3.4-O-triacetyl-glucopyranose und Nikotinamid hergestellt. Die freie Hydroxylgruppe in 6-Stellung der Glucose wird mit Phosphoroxychlorid verestert. Durch Acylwanderung entsteht außerdem ein isomeres Produkt. Die Acetylgruppen lassen sich sauer verseifen. Durch Kondensation mit Adenosinmonophosphat erhält man ein Gemisch beider Nikotinamidglucosid-Adenin-Dinucleotid-Isomerer. Die Verbindungen sind trotz hoher Affinität zu nucleophilen Agentien auf Grund der sterischen Konfiguration enzymatisch inaktiv.
Nach Kultivierung von Enterococcus Stei mit 14C-markiertem 5-Chlor-, 5-Brom- oder 5-Jod-Uracil wurde aus den Zellen die DNS isoliert und hoch gereinigt. Durch UV-Bestrahlung dieser DNS in wäßriger Lösung werden die eingebauten 5-Halogen-Uracile photochemisch verändert. Beim Abbau dieser bestrahlten DNS findet man neben geringen Mengen nicht-identifizierter Photoprodukte als überwiegendes Strahlenprodukt nach Hydrolyse mit Perchlorsäure Uracil und nach fermentativem Abbau Uracildesoxyribosid. Die Dehalogenierung von BU und JU in der DNS verläuft in Abhängigkeit von der Bestrahlungsstärke etwa gleich schnell, während CU sehr viel langsamer dehalogeniert wird.
Die photochemische Dehalogenierung des BU erfolgt in der nativen DNS am leichtesten, weniger gut in der Hitze-denaturierten DNS und nur in geringem Maße in der Apurinsäure.
Durch fluoreszenz-spektrographische Intensitätsmessungen mit einem aus Laboratoriumsmitteln gebauten, einfachen Fluoreszenzspektrometer wurde die Löslichkeit des carcinogenen Kohlenwasserstoffs 3.4-Benzpyren in verdünnten, wäßrigen Lösungen von β-Lactoglobulin und Milchsäure-Dehydro-genase bestimmt. Die molare Lösungsvermittlung der Proteine für 3.4-Benzpyren ist erheblich größer als die des Koffeins. Die Fluoreszenz des 3.4-Benzpyrens wird in den Proteinlösungen nicht durch molekularen Sauerstoff gelöscht. Das beobachtete Spektrum gleicht demjenigen alkoholischer Lösungen von 3.4-Benzpyren ohne Konzentrationslöschung.
Es wurden mehrere unkonjugierte 2.4-Diaminopteridine erstmals synthetisiert. Die Wachstumshemmung verschiedener Mikroorganismen durch 2.4-Diamino-6-[1.2-dihydroxypropyl-(ʟ-erythro)] pteridin (Aminobiopterin) und anderer unkonjugierter 2.4-Diamino-pteridine läßt sich nur mit Folsäure oder Thymin, nicht dagegen mit Biopterin aufheben.
The enzyme 20-β-Hydroxy-steroid-dehydrogenase obtained from the culture of Streptomyces hydrogenans and dissolved in 0.05 M Tris puffer, pH 7.3, has been investigated by means of a ultracentrifuge at 20 °C. The sedimentation- as well as the diffusion-coefficients obtained from various solutions at different concentrations were extrapolated to the concentration c = 0. The resulting zero-value for the sedimentation coefficient is s0 = 6.64 s and for the diffusion coefficient is D0 = 5.51 × 10-7 cm2/sec. Supposing the partial specific volume of the enzyme under consideration analogously to other similar proteins is V+=0.749 ml/g, the molecular weight has been estimated as M = 118 400.
Benzene solutions of Me3SnCl when exposed to moisture yield the adduct Me3SnCl·Me3SnOH·H2O. This adduct represents an intermediate in Me3SnCl hydrolysis. The structure of Me3SnCl·Me3SnOH·H2O features an array of Me3Sn units connected alternatingly by bridging Cl and OH ligands.
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.
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.
Gel layers of crosslinked polyacrylamide with different porosities were synthesized and their properties compared. At high concentrations of bifunctional monomers macroporous gels were formed, one of which (total monomer concentration 14%, methylene-bis-acrylamide 40%) permitted even high molecular weight proteins (e. g. γ-globulins) to diffuse more readily than in 2 per cent agar or agarose gels. Different immunological techniques were modified for application with this polymer. It offers advantages especially with respect to porosity, storability and sample application for quantitative diffusion techniques.
7-Dehydrocholesterol and ergosterol are oxidised by iodine and FeCl3 under "physiologically similar" conditions to highly reactive alkylating species. These can be trapped by nucleophiles, such as 1-methylimidazole.
The oxidation of the sterols to those alkylating species is discussed as a model-reaction for the first step in chemical carcinogenesis by endogene substrates.
Kristallisierte Lactat-Dehydrogenasen aus Schweineherz, Kaninchenskelettmuskel, Rattenherz und Rattenskelettmuskel wurden mit Trypsin abgebaut und die durch Hochspannungs-Elektrophorese der Verdauungsansätze erhaltenen Peptidmuster nach Anfärbung mit Ninhydrin und diazotierter Sulfanilsäure miteinander verglichen. Es ergaben sich die in den Abb. 1-4 dargestellten Unterschiede.
In der vorliegenden Arbeit wurden selbstanordnende Monolagen (SAMs) entwickelt, welche als gassensitive Schichten auf Goldoberflächen mit kanzerogenem Benzol reversibel wechselwirken. Der Fokus lag dabei auf elektronenarmen Systemen und insbesondere auf hochfluorierten Aromaten. Insgesamt wurden 18 neuartige SAM-Präkursoren mit Substituenten, die starke Dipolmomente induzieren, hergestellt, die mit Hilfe von Thiolat- bzw. Selenolat-Ankergruppen an Goldoberflächen angebunden wurden. Die Charakterisierung dieser Schichten erfolgte mit diversen oberflächenanalytischen Methoden, wie Ellipsometrie und Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie (IRRAS). Für die Erforschung der Selektivität und Sensitivität der präparierten Monolagen wurden Austrittsarbeitsänderungen mit Hilfe einer KELVIN-Sonde gemessen und aus diesen Erkenntnissen systematische Veränderungen an den sensoraktiven Molekülen vorgenommen. So wurden der Fluorierungsgrad des aromatischen Systems, die Kettenlänge des Spacers sowie weitere vielversprechende Strukturmotive untersucht. Insbesondere hochfluoriere Derivate mit CF3-Substituenten zeigten die höchsten Sensitivitäten gegenüber Benzol. Weiterhin wurde ein neues Infrarot-Messprinzip entwickelt und etabliert, welches in situ Messungen während eines Überleitens gasförmiger Analyten ermöglichte. Diese Ergebnisse belegen eine Interaktion zwischen Analyten und Monolage.
Ein weiteres Projekt befasste sich mit elektronenarmen aromatischen Monolagen, die über Cystamin-Einheiten an Goldoberflächen angebunden wurden, sich aber in den dipolaren Kopfgruppen unterschieden. Dieses Vorgehen ermöglicht die Herstellung von SAMs gleicher Packungsdichten, sodass lediglich die unterschiedlichen Substituenten die elektronischen Eigenschaften beeinflussen. Die resultierenden Monolagen wurden mittels mit Rastertunnelmikroskopie, Ellipsometrie, IRRAS sowie Wasserkontaktwinkel-Goniometrie untersucht. Durch eine relativ einfache Veränderung der Kopfgruppe, wobei F3C , F3CS, H3C- sowie NC-Reste eingeführt wurden, war es möglich, die Austrittsarbeit einer Goldoberfläche in einem Bereich von 4.9 bis 5.6 eV einzustellen. Zusätzlich konnte ein gemischtes Disulfid synthetisiert werden, welches eine echte gemischte SAM auf der Goldoberfläche bildete. Dieses Konzept könnte in Zukunft eine noch präzisere Modifizierung der Austrittsarbeit zulassen, was die Entwicklung von effizienteren elektronischen Bauelementen auf Basis von organischen n Typ-Halbleitern ermöglicht.
Abschließend wurden teilfluorierte Benzonitril-Derivate mit Thiolat- bzw. Selenolat-Ankergruppen erforscht, welche als SAMs Informationen über den dynamischen Ladungstransport lieferten. Die Präkursoren unterscheiden sich lediglich im Fluorierungsmuster, welches das Dipolmoment der Gesamtstruktur beeinflusst. Die hergestellten Monolagen wurden mit einer Vielzahl oberflächenanalytischer Methoden (IRRAS, Ellipsometrie, Röntgenphotoelektronen- sowie Röntgen-Nahkanten-Absorptions-Spektroskopie) charakterisiert, die alle die Bildung geordneter SAMs belegten und auf eine eher aufrechte Orientierung der Moleküle auf der Oberfläche hindeuteten. Die Bestimmung der Elektronentransfer-Zeiten mit Hilfe der sogenannten core-hole-clock-Methode zeigte überraschenderweise, dass durch eine Änderung des Substitutionsmusters der Fluoratome der Elektronenübergang nicht beeinflusst werden. Dementsprechend hat das Dipolmoment innerhalb des molekularen Gerüsts keinen signifikanten Einfluss auf die Elektronentransfer-Dynamik.
Modularity is an aspect of a decomposable system with a coordinating authority that acts as a glue which holds the loosely held components. These multi-component entities (“modules”) facilitate rewiring into different designs allowing for change. Such modular character is a fundamental property of many biological entities, especially the family of megasynthases such as polyketide synthases (PKSs). The ability of these PKSs to produce diverse product spectra is strongly coupled to their broad architectural modularity. Decoding the molecular basis of modularity, i.e. identifying the folds and domains that comprise the modules as well as understanding constrains of the assembly of modules, is of utmost importance for harnessing megasynthases for the synthesis of designer compounds. In this study, we exploit the close semblance between PKSs and animal FAS to re-engineer animal FAS to probe the modularity of the FAS/PKS family. Guided by structural and sequence information, we truncate and dissect animal FAS into its components, and reassemble them to generate new PKS-like modules as well as bimodular constructs. The novel engineered modules resemble all four common module types of PKSs and demonstrate that this approach can be a powerful tool to create higher catalytic efficiency. Our data exemplify the inherent plasticity and robustness of the overall FAS/PKS fold, and open new avenues to explore FAS-based biosynthetic pathways for custom compound design.
Single-particle electron cryo-microscopy (cryoEM) has undergone a “resolution revolution” that makes it possible to characterize megadalton (MDa) complexes at atomic resolution without crystals. To fully exploit the new opportunities in molecular microscopy, new procedures for the cloning, expression and purification of macromolecular complexes need to be explored. Macromolecular assemblies are often unstable, and invasive construct design or inadequate purification conditions or sample preparation methods can result in disassembly or denaturation. The structure of the 2.6 MDa yeast fatty acid synthase (FAS) has been studied by electron microscopy since the 1960s. We report a new, streamlined protocol for the rapid production of purified yeast FAS for structure determination by high-resolution cryoEM. Together with a companion protocol for preparing cryoEM specimens on a hydrophilized graphene layer, our new protocol has yielded a 3.1 Å map of yeast FAS from 15,000 automatically picked particles within a day. The high map quality enabled us to build a complete atomic model of an intact fungal FAS.
Engineering of assembly line polyketide synthases (PKSs) to produce novel bioactive compounds has been a goal for over twenty years. The apparent modularity of PKSs has inspired many engineering attempts in which entire modules or single domains were exchanged. In recent years, it has become evident that certain domain-domain interactions are evolutionarily optimized, and if disrupted, cause a decrease of the overall turnover rate of the chimeric PKS. In this study, we compared different types of chimeric PKSs in order to define the least invasive interface and to expand the toolbox for PKS engineering. We generated bimodular chimeric PKSs in which entire modules were exchanged, while either retaining a covalent linker between heterologous modules or introducing a non-covalent docking domain- or SYNZIP domain-mediated interface. These chimeric systems exhibited non-native domain-domain interactions during intermodular polyketide chain translocation. They were compared to otherwise equivalent bimodular PKSs in which a non-covalent interface was introduced between the condensing and processing parts of a module, resulting in non-native domain interactions during the extender unit acylation and polyketide chain elongation steps of their catalytic cycles. We show that the natural PKS docking domains can be efficiently substituted with SYNZIP domains and that the newly introduced non-covalent interface between the condensing and processing parts of a module can be harnessed for PKS engineering. Additionally, we established SYNZIP domains as a new tool for engineering PKSs by efficiently bridging non-native interfaces without perturbing PKS activity.
Die im Trockenweißkraut vorkommende Kropfnoxe wird durch haushaltsübliches Kochen zerstört. Durch Wasserdampfdestillation verliert das Kraut rund 50% seines Gesamtschwefelgehaltes sowie seine strumigene Aktivität. Eine Isolierung der wahrscheinlich S-haltigen Noxe ist bisher nicht gelungen.
Die Noxe des getrockneten Weißkrautes ist im Gegensatz zu der des weißen Senfsamens in heißem Alkohol unlöslich.
Das Senfölglykosid Sinalbin scheint bei Anwesenheit von Myrosinase die Schilddrüse im Sinne einer Struma diffusa parenchymatosa zu beeinflussen.
Die Reizschwelle des in kürzester Zeit basedowifizierend wirkenden Allylthioharnstoffs liegt bei gewöhnlichen Kaninchen zwischen 30 und 40 mg pro 1 kg Körpergewicht, für Angorakaninchen darunter. Allylthioharnstoff verändert die Schilddrüse zunächst im Sinne einer Struma diffusa parenchymatosa, die aber sehr schnell in eine Struma basedowificata übergeht. Tyronorman beeinflußt die Allylthioharnstoffwirkung, wenn es gleichzeitig mit der chemischen Noxe verabfolgt wird; die Drüse verharrt dabei in einem Präbasedowzustand.
Dijodtyrosin ruft unter den gleichen Bedingungen eine ähnliche, aber stärkere Wirkung hervor. Bei kurzfristiger Behandlung einer bereits längere Zeit durch Allylthioharnstoff geschädigten SD kommt es zur Ausbildung einer SD, die histologisch der Jodbasedow-Struma gleicht. Benzylthioharnstoff verändert die SD vorwiegend im Sinne einer Struma diffusa parenchymatosa und steht somit in seiner Wirkung der im Weißkraut vorhandenen Kropfnoxe nahe. Auch für Benzylthioharnstoff scheint die Reizschwelle im gleichen Größenbereich wie beim Allylthioharnstoff zu liegen.
Bei langdauernder Injektion von Benzylthioharnstoff, der schwer resorbiert wird, entsteht beim Kaninchen keine Struma baśedowificata, sondern nur ein Präbasedow-Zustand. Eine Aktivierung der Schilddrüsen(SD)-Follikel tritt bei kurzfristiger Verfütterung von Benzylthioharnstoff auf.
Der symm. Dibenzylthioharnstoff erzeugt bei täglicher Injektion ein Vorstadium der Struma diffusa parenchymatosa. Seine Resorption ist schlecht.
Die Isothioharnstoffe sind für den Tierversuch wahrscheinlich zu giftig.
Thiouracil, subcutan gespritzt, ruft SD-Vergrößerung hervor und ist bei weitem nicht so toxisch wie Allylthioharnstoff. Die Größen der entarteten Drüsen sind den zugeführten Thiouracilmengen nicht proportional und meines Erachtens von der Konstitution der Versuchstiere weitgehend abhängig.
2-Thio-barbitursäure wirkt bei einer Injektion über drei Monate schwach schilddrüsenaktiv.
Die Natriumsalze des S-Kupfer-N-Allyl-N'-[m-carboxyphenyl]-iso-thioharnstoffes (Cuprion) und des S-Gold-N-Allyl-N'-[m-carboxyphenyl]-iso-thioharnstoffes (Lopion), parenteral gegeben, üben einen nachteiligen Einfluß auf die Schilddrüse aus. Lopion wird besser als Cuprion vertragen. Der N-Allyl-N'-[m-carboxyphenyl]-iso-thioharnstoff wird offenbar schnell vom Körper ausgeschieden, weshalb große Mengen des Grundkörpers erforderlich sind, um eine stärkere SD-Aktivität hervorzurufen.
Sulfanilylthioharnstoff verändert ein wenig die Kaninchen-SD, wenn er über zwei Monate verabfolgt wird.
Mengt man Sulfanilylguanidin dem Futter bei, dann wird die SD in geringem Grade aktiviert. Eine leichte Hypertrophie der Drüse wurde bei subcutaner Behandlung eines Tieres festgestellt.
Möglicherweise führen unter gewissen Bedingungen Benzylthioharnstoff, Sulfanilylguanidin, Cupro-N-Allyl-N'- [m-carboxyphenyl]-iso-thioharnstoff und Thiouracil, in dieser Reihe zunehmend wirksam, zu einer SD-Hypertrophie.
Die Art und Weise, wie die Kaninchen auf die schilddrüsenwirksamen Substanzen reagierten, weist auf die Entwicklung eines anormalen Zustandes der Thyreoidea hin. Unsere Befunde stehen mit der Erklärung der thyreostatischen Wirksamkeit chemischer Verbindungen durch amerikanische Autoren in Einklang.
Zur Biochemie der Schilddrüsenfunktion VII : Anzeichen der tierexperimentellen E-Hypervitaminose
(1947)
Vitamin-E-reiche Fütterung von männlichen jungen Kaninchen führt nach mehreren Wochen zu krankhaften Erscheinungen an der Schilddrüse (SD). Die drei Symptome der entstandenen E-Hypervitaminose in dem innersekretorischen Organ sind: 1. Abnorme Volumen- und Gewichtszunahme, 2. Jodfreiheit bzw. -mangel und 3. histologische Veränderung (gesteigertes Epithelwachstum). Vitamin-E-Gaben neutralisieren nicht die schilddrüsenschädigende Wirkung von Kohlkropfnahrung. Ein täglicher α-Toko-pherol-Zusatz zum Normalfutter verhindert nicht den kropferzeugenden Thiouracil-Effekt an Kaninchen, sondern wirkt im gleichen Sinne.
The thermal and the photochemical reactions of the endoperoxide of Tetrabenzo(bc,fg.lm,pq)- pentacene have been investigated with respect to its photochromic properties. The thermal yield of irreversible rearrangement reactions was determined to be Adec = 0.045. From the activation parameters of the thermal cycloreversion. forming the parent hydrocarbon and oxygen, a half life time of 114 years at 20 °C has been extrapolated. For the quantum yield of the irreversible photochemical rearrangement a value of Qdec = 0.03 was obtained. As can be seen from the wavelength dependence of the photocycloreversion quantum yield Q1, cycloreversion occurs not only from the thermalized S2(πccπ*cc) but from higher excited states too. The maximum quantum yield was found at 302 nm to be (Q1 = 0.15. From our results it follows that this endoperoxide is of high quality in respect to the colour change colourless/blue and to thermal stability, whereas the reversibility is only moderate.
The photochemical cleavage of the endoperoxides of anthradichromene and benzodixanthene into the parent hydrocarbon and oxygen is shown to be an adiabatic photoreaction originating from an upper excited singlet state. This photochemical behaviour is described by a theory for the photochemistry of endoperoxides developed by Kearns and Khan.
The order-disorder phase transition which occurs at Tc = 296.9 K in anilinium bromide, C6H5NH3Br, is studied by inelastic neutron time-of-flight measurements. Data are taken from hydrogenated and partially deuterated samples (C6D5NH3Br and C6H5ND3Br) below and above the transition temperature. From the inelastic scattering data the phonon frequency distribution in the range of the intermolecular vibrations is calculated. The assignment of bands is given and changes in the spectra with temperature are discussed. The analysis of the quasielastic line revealed substantial broadening due to rotational diffusion of the -NH3⊕ group. These jump diffusion processes were observed in the orthorhombic high temperature and - with markedly diminished rate - in the monoclinic phase below Tc. From the correlation times at different temperatures the activation energies are estimated for both phases. Comparison with calculated elastic incoherent structure factors suggests jumps of 60° for hindered rotation.
The crystal structure of the high temperature phase of anilinium bromide, C6H5NH3⊕Br⊖ , was studied by X-ray and neutron diffraction at T = 343 K. The refinement supports disordered positions of the -NH3⊕ group. A split-atom model is proposed which includes disorder of the benzene ring. The thermal parameters, hydrogen bond distances, and other experimental data (NMR, NQR, inelastic neutron scattering) are in accordance with this model.
The crystal structure of the low temperature phase of anilinium bromide, C6H5NH3⊕Br⊖, was studied by neutron diffraction at T = 100 K. The refinement supports an ordered structure. The structures of the low and high temperature phases are compared and the mechanism of the phase transformation is discussed.
Potential energy, dipole moment, and electronic transition moment functions for the A 3Πand X3Σ- states of PH have been calculated from highly correlated electronic wavefunctions. The electric dipole moments in the vibrational ground state of PH are calculated to be 0.637 Debye (A 3Π) and 0.403 Debye (X3Σ-). The predicted rates of spontaneous emission between low lying vibrational states of the X state lie in the range of 46 to 109 sec-1 (PH) and 12 to 30 sec-1 (PD). The calculated radiative lifetime of the v' = 0 level in the A 3Π state of 400 ns is lower by about 10 percent than the most recent experimental value. The classical intersection of the 5Σ- and the A 3Πstate has been calculated to lie between v' = 2 and 3 with an expected uncertainty of about 500 cm−1, whereas the onset of the rotationally dependent predissociation lies at v' = 0, J' = 11.
This paper contains further applications on symmetrical liquid mixtures of the molecular thermodynamic theory which has been developped in part I of this series. The essential feature of this theory is the superposition of "chemical" and “random” exchange equilibria between “complexes” formed by a given molecule and its z nearest neighbours, thus allowing a unified treatment of the thermodynamic phenomena in binary liquid mixtures using the equilibrium constant K of the ideal law of mass action and the energy w of pair interactions as parameters.
The temperature and pressure dependences of K and the evaluation of experimental excess enthalpy and excess volume data are treated. Formulas and examples for the calculation of K and w from isothermal and non-isothermal vapour-liquid equilibrium data are given. The conditions for azeotropy with minimum or maximum vapour pressure, resp., are derived. Melting curves for a symmetric eutectic system with superposed miscibility gap are discussed. Further models for partially miscible liquids with competing self-association and complex-formation are treated showing the phenomenon of two separated miscibility gaps.
Influence of rotational relaxation on tropospheric OH laser induced fluorescence measurements
(1982)
Rotational relaxation of OH molecules in the 2II electronic ground state has been observed to occur in collisions with water molecules with gas kinetic probability. It causes an additional contribution to the already well known sources of interference when LIF is used to monitor tropospheric OH. As the laser generated OH is originally produced mostly in high rotational states, the fast relaxation phenomenon leads to a further population of OH in low rotational states. These states are used to monitor tropospheric OH by spectroscopic methods. The observed effect therefore increases the interference. A mathematical analysis is presented, revealing the effect of all relevant parameters.
The application of laser induced fluorescence (LIF) in the uv to monitor tropospheric OH concentrations is limited for several reasons. In general the sensitivity of this method increases with the laser intensity. But at the low OH concentrations present in the atmosphere the beginning nonlinearity of the absorption (saturation effect) severely restricts the use of higher laser intensities. The high sensitivity of the LIF technique can be further compromised by the presence of an OH interference signal. This signal is generated by the monitoring laser light itself from laser photolysis of ambient ozone and the succeeding reaction of the photolysis product O (1D) with water to produce hydroxyl radicals. The results of the calculations are presented in a diagram from which the range of laser parameters can be deduced, which can be applied with confidence to monitor OH by the LIF method. The maximum number of signal counts for these working conditions is in the range of 10-3 per laser pulse.
Stimulated emission from chemically formed excited iodine molecules has been observed. The emission originates from the vibrational state ν′ = 55 of I2(B 3 II). The excited molecules are produced by a three body recombination reaction.
Nuclear magnetic resonance measurements were carried out on neutron activated 20F(T1/2=11s) nuclei in a single crystal of KZnF3. The quadrupolar splitted NMR spectrum, detected via the 20F β-radiation asymmetry, could be observed using a radio frequency modulation technique. The quadrupole coupling constant was determined to e2 q Q/h= + (12.0 ± 1.5) MHz at room temperature. The sign of e2 q Q was obtained from a simultaneous γ-ray anisotropy measurement on the succeeding 20Ne transition. Utilising a calculated field gradient of the fluorine atom, an fQ = 4.6% is determined. This value is compared with literature data of similar compounds.
The ion-molecule reactions of thiothionylfluoride have been studied by ion cyclotron resonance spectrometry. The major secondary ions are S2F3+ , S3F+ , and S3F2+. In a consecutive reaction of S3F2+ the tertiary ion S4F2+ is formed. The rate constant of the IMR with the greatest yield S2F2+ + SSF2 → S3F2+ + SF was estimated to k = 2 · 10-9 cm 3 molecule -1 sec -1 . The results were compared with the mass spectrum of thiothionylfluoride. They permit conclusions on chemical reactions of lower sulphurfluorides.
The low temperature IR stretching vibrations of difluorodisulfane (FSSF) and thiothionylfluoride (SSF2), in the solid phase and in a cyclohexane matrix, of the mixtures FSSF -SSF2, FSSF-OSF2 and SSF, -OSF2, and of solid difluorotrisulfane (FS3F) have been investigated. While SSF, forms no distinct oligomers, a dimer with absorption bands at 635 and 682 cm-1 has been detected in the case of FSSF. These differences between FSSF and SSF, are rationalized by the different S-F bond lengths. A structure of the FSSF dimer similar to that of the sulfur tetrafluoride dimer is proposed. The low temperature spectrum of FS3F shows 3 bands in the frequency range between 460 and 1000 cm-1: 590, 605 and 680 cm-1, due to associated molecules. FS3F decomposes on warming. The main decomposition products containing fluorine are FSSF and SSF2. Mechanisms for the rearrangement and decomposition of the three compounds studied are discussed.