KLI NIS CHE W O C H E N S CH RIFT 2I . J A H R G A N G N r . 27 4. J U L I I942

ORIGINALIEN. D I E S T E R I S C H E S P E Z I F I T A T D E R P E P T I D A S E N U N D I H R E B E Z I E H U N G Z U M K R E B S P R O B L E M * .

Von

HANS HERKEN. Aus der Mediziuischen Universit~tsklinik K61n und dem Pharmakologisehen Institut

der Universit/~t Berlin.

a-Wasserstotf Peptidwasser~toff a'-Was~erStoff

R ~ C H CO . . . . . NH - - H C - - R ~-Kohlenstoff Atom [ " I ~'x~'-Kohlenstoff Atom

NH 2 COOH Dipeptid

R

R- -CH--CO--NH-- HC--CO--NH--HC--R r [

NH~ COOH Tripeptid Abb. i.

Besonderes Interesse wandte sich diesen Untersuchungen zu, als E. WALDScHMIDT-LEITZ und Mitarbeiter s den Aufsehen erregenden ]3efund mitteilten, dab im Serum yon Krebs- kranken regelm~Big ein d-Dipeptidpaltendes Ferment nach- zuweisen sei, das bei anderen Krankheiten und im normalen Serum fehle, Damit schien ein erheblicher Fortschri t t zur Erreichung einer einfachen Krebsdiagnose aus dem Serum getan zu sein. Leider sehien es nur so, denn die Nachprfi- fungen brachten wesentlich andere Resultate, die aber unter- einander keineswegs fibereinstimmten. Ich kann hier nicht auf alle 2inzelheiten dieser Arbeiten eingehen, sondern m6ehte einige mir wesentlich erscheinende Punkte herausstellen. 2s zeigte sich sehr bald, daf3 racemische Peptide schon aus metho- dischen Grtinden far diese Untersuchungen wenig geeignet sind. Best immt man die Hydrolyse eines Peptides mit den bisher gebr~uchlichen Methoden durch Titration der frei wer- denden Carboxylgruppen oder durch Messung des Amino- stiekstoffes, so kann, solange die Spaltung weniger als die H/~lfte des Substrates betr~gt, nicht festgestellt werden, wel- ches der optischen Isomeren des Peptids hydrolysiert wird. Da jedoch bei dem geringen Gehalt des Serums an d-Peptide spaltenden Fermenten einwandfreie Hydrolysen fiber 5 ~ % nicht erreicht werden konnten *, erwies es sich aIs notwendig, far diese Untersuchungen optisch reine Peptide heranzuziehen. Deren Herstellung ist aber mit gewissen Schwierigkeiten ver- bunden, so dab sich oft Beimischungen der 1-Komponente nicht vermeide n lassen. Dies erkl/irt wohl auch, dab manche Autoren mit d-Peptiden v611ig unspezifische Resultate erhielten. Denn nach Untersuchungen von E. und R. ABDERHALDEN 5 wird optiseh rr d-Leucylglycylgtycin nut yon Carcinomseren gespalten,, allerdings nur von einer kleinen Zahl der Krebs- seren (251%)- Im AnschluB an die erste Publikation von 2 . WALD~CHMIDT-LEITZ habe auch ich mit H. ERXLEBEN 6 in einigen V~rsuchen mit der Titrat ionsmethode festgestellt, dab d-Leueylglycylglycir) in gewissem Ausmal3 von Krebsseren zerlegt wurde. Da aber die beobachtete Hydrolyse gering war, konnte jedoch inicht einwandfrei ausgeschlossen werden, dab dies Ergebnis aUf entsprechend kleine Mengen an 1-Kom- ponente zhrfickzuffihr4n war, durch die das verwendete Tri- peptid m6glicherwefse verunreinigt sein konnte. Hinzu kommt noch, dab die Genauigkeit der Titrationsmethode zur Messung dieser geringen Hydrolyse nicht ausreichte (H. HERKEN 6~, V. 2ULER und Mitarbeiter6b). Diese methodischen Schwierig- keiten, die tats~chlich die Bestimmung der sterischen Spezifi- t~t der Serumpeptidasen unm6glich machten, konnten wir mit Hilfe einer, yon uns ne~ entwickelten Methode v611ig tiber- winden, dle gestattet, selbst bei geringfiigigen Spaltungen yon d-Peptidep und auch des d-Anteiles yon Racematen, das Aus- mal3 der Spaltung mit Sichevheit quant i ta t iv zu bestimmen, Das Prinzip dieser Methode ist die sibezifische Erfassung der bei der Spaltung voh d-Peptiden frei werdenden Aminos~uren mit Hilfe yon d-Aminos/iure0xydase ~' ~.

w i e dutch die Untersuchungen yon H. A. KREBS s bekannt ist, kommt in der Niere ein Ferment vor, das ausschlieBiich

53

Durch F. KOGL und H. ERXLEBEN 1 ist bekanntlich der interessante Befund erhoben worden, dab in den Proteinen gutartiger und besonders in denen b6sartiger Tumoren neben (natfirlichen) 1-Aminos~uren auch solche der d-Reihe (un- natfirliche) in gr6{3erer Menge vorkommen. Da aus dem Auf- treten dieser unnatfirlichen Bausteine gefolgert werden konnte, dab die am EiweiB-Auf- und -Abbau beteiligten Fermente des Tumors yon denen der normalen Zellen abweichen, gaben diese Ergebnisse den AnlaB, die sterische Spezifit~t dieser Enzyme erneut zu fiberprfifen. Welche der proteolytischen Enzyme yon dieser Abweichung betroffen sein warden, war zun~chst natfirlich nicht zu fibersehen. Es wurde versucht, eine Kl~rung des Problems durch die Untersuchung der Pepti- dasen zu erreiehen, da ftir diese Fermente chemisch wohldefi- nierte Substrate zur Verffigung stehen. Auf Grund yon Modellversuchen, die den EinfluJ3 des sterischen Baues auf die Spaltbarkeit yon Peptiden untersuchten, war man bisher der Ansicht, dab nur die aus 1-Aminos~uren zusammengesetz- ten Peptide durch die normalen Peptidasen hydrolysiert warden. Da ein Ferment bekanntlich nur die Gleichgewichts- einstellung einer Reaktion beschleunigt, toni3 man mit M. ]~ERGMANN und Mitarbeitern ~ annehmen, dab die proteo- lytischen Fermente beim EiweiB-Aufbau eine gleichwertige Rolle spielen wie beim -Abbau. Wenn fermentat ive 2iweiB- synthesen bisher auf gr6Bere Schwierigkeiten stieBen, so liegt dies wohl haupts~chlich daran, dab das Gleichgewicht zwischen Aminos~uren und Peptiden wie zwischen Peptiden Und Pro- teinen unter den Bedingungen in vitro weft auf der Seite der Spaltung zu finden ist. Diese Seite des Problems wird daher vorl~ufig einer experimentellen Kl~rung nur schwer zugiing- lich sein. Es war daher zun~chst zu prfifen, ob bereits durch Untersuchung der Proteolyse eine Klarstellung zu erzielen war. So ist auch eine Reihe von Arbeiten fiber die in Carci- nomen und im Serum yon I(rebskranken auftretenden Pepti- dasen erschienen, 2 ine hinreichende Klarheit haben sie bisher nicht gebracht. Dies gilt besonders ffir die Untersuchungen der Fermente im Serum yon Krebskranken. Da diese sich unmittelbar an die neuen Tumorarbeiten anschlossen, will ich zun~Lchst hierauf eingehen.

N/iher untersucht wurde die sterische Spezifit/~t der Di- peptidase und Aminopeptidase des Serums, Die beiden Fer- mente sind dadurch charakterisiert, dab die Substrate be- s t immte Bedingungen erffillen mfissen. Ffir die Wirkung der Dipeptidase ist die Anwesenheit einer freien ,Aminogruppe und einer freien Carboxylgruppe unbedingt notweudig (vgl. Abb. i). Auf die Bedeutung des Peptidwasserstoffs sowie der 0~- und ~ '-H-Atome wird sparer bei der Besprechung der far die Spaltung notwendigen r~iumlichen Anordnung noch ein- gegangen (vgl. S. 6o2). Die Aminopeptidase spaltet die Peptidbindung am Aminoende yon Polypeptiden. Eine freie Carboxylgruppe in der Nachbarschaft der zu spaltenden Peptidbindung verhindert die Hydrolyse. Die gew~6hnliche Aminopeptidase spaltet daher keine Dipeptide, z .B. abet schon Tripeptide (Abb. I).

* tterrn Professor HEUBNER zum 65, Geburtstag. Nach einem Vortrag im Harnaek- Haus der Kaiser Wilhelm-Gesel]schaft in Berlin-Dahlem am io. M/irz x94~.

Klinisehe Wochensehriff, 2i, Jahrg.

602 HERKEI~, Sterische SpezifitAt der Peptidasen und ihre Beziehung zum Krebsproblem. Klinlsche �9 Wochenschrift

Aminosi iuren der d -Re ihe u n t e r Saue r s to f f au tnahme und A m m o n i a k b i l d u n g in die e n t s p r e c h e n d e Ketos~ure fiberffihrt . Wir h a b e n uns davon fiberzeugt, dab die d -Aminos~ureoxydase n u t d -Aminos~uren desaminier t , Aminos~uren der 1-Reihe und das op t i sch inak t ive Glycin aber n i ch t angrei f t . Da das F e r m e n t n u t freie d -Aminos~uren desamin ie ren kann, n i ch t die im P e p t i d gebundenen , so war es ffir unse re Zwecke durch- aus geeignet , a m die abgespa l t enen d-AminosAuren spezif isch nachzuweisen . Ffir die q u a n t i t a t i v e Auswer tung unserer Ver- suehe war die Fes t s t e l lung wichtig, dab die Reak t ionsg le iehung bet der Oxyda t ion der Aminos~uren ffir das re ine F e r m e n t eine andere is t als ffir die ungere in ig ten Pr~para te . Die genauen Kenn tn i s se bier fiber wie fiber den chemischen Bau und die Wirkungsweise des F e r m e n t e s v e r d a n k e n wir den Arbe i t en yon O. WARBURG und W. CHRISTIAN 9, sowie von E. 1NEGELEIN und H. BR6MEL 10. Unse re U n t e r s u c h u n g e n sind mi t e inem ungere in ig ten Pr~iparat durchgeff ihr t , ftir das, wie wir be- st i i t igen konn ten , die yon KREBS angegebene Gleichung gfil- rig is t :

R - - C H N H ~ - - C O O H + 1 / 8 0 3 = R - C O - C O O H + N H 3.

Wit bestimmen nach Einwirkung der Peptidasen den bet der Desaminierung der fret gewordenen d-Aminos~iuren verbrauchten Sauerstoff in der yon O. WARBURG 11 angegebenen Apparatur und berechnen daraus die Peptidspaltung nach der vorhin angegebenen Gleichung. Die gute Brauchbarkeit des Verfahrens ergab sich neben den schon angeffihrten Belegen aus der Tatsache, dab zum Serum zugesetzte d-AminosAure quanti tat iv wiedergelunden wird.

Mit dieser Methode babe ich zun~ichst mi t H. ERX- LEBEN 6'7, spare r mi t R. MERTEN 12 eine gr613ere Re ihe Seren yon Gesunden u n d K r e b s k r a n k e n un te r such t . Die folgende Tabelle g ib t e inen I3berblick fiber e inen Teil der yon uns e rha l t enen %A/erte.

Tabelle L H y d r o l y s e d e r d - K o m p o n e n t e y o n d , l - L e u c y l - g l y c y l g l y c i n d u r c h S e r u m e n z y m e .

Peptid- O,-Ver- Zeit konzentra- b rauch Spaltung

Serum tion in mg dN Std. 2 ccm Ans. cmm %

I, Pankreas-Ca .... 2. Cardia-Ca. 3. Magen-Ca. 4. Magen-Ca. 5. Magen-Ca. 6. Magen-Ca. 7. Pylorus-Ca. mit

Metastasen 8. Rectum-Ca. 9. Rectum-Ca.

io. Rectum-Ca. mit Metastasen

i I. Rectum-Ca. 12. Rectum-Ca. r 3. Rectum-Ca. 14. Bronchial-Ca ....

15. Bronchial-Ca . . . . 16. Gallenblasen-Ca. 17. t todentumor mit

Metastasen ~8. Portio-Ca. x9. Portio-Ca . . . . . .

20, Magenulcus . . . . 21. Magenulcus . . . . 22. Lungentuberkulose 23. Lungentuberkulose 2 4. Grippepneumonie . 25. Loblire Pneumonie 26. Lymphat.Leukiimie 27. Herzinsuffizienz . . 28. Ikterus . . . . . . 29. Nephritis . . . . . 3 o. Urlimie . . . . . 31. Norm. Serum . . . 32. Norm. Serum . . .

24 48 72 48 72 48

72 72 96

72 96 72

I2O 72

120 72 48

96 96 96

0,350 0,350 0,560 0,560 0,560 0,350

0,350 0,350 0,560

0,350 0,560 o,56o o,56o 0,560 0,560 0,560 0,560

0,560 0,560 0,560

0,560 0,560. o,56o o,56o 0,560 0,560 o,560 0,560 o,560 o,56o o,560 o,56o 0,560

14,3 18,0 15,6

o 3,7 o

18,3 17,2

o

10,2 I8,2 0 0 5,8

11,7 12, 5 5,0

7,1 o o

1,4 o o o o 2,0 2,2 5,8 o o o o o

5,1 6,4 3,5 o 0,8 o

6,6 6,2 o

3,6 4,I o o 1,3 2,6 2,8 I,I

1,6 o o

0,3 o o o o 0, 4 �9 0,5 1,2 o o o o o

Beze ichne t m a n auf Grund dieser Ergebnisse die jenigen F~lle als posi t iv , die das T r ipep t id um mehr als 1% zu hydro ly -

s ieren verm6gen , so Ianden wir bet 56 % der Carc inomseren posi t ive Ergebnisse . Von 50 Seren ande re r Krankhe i t sp rozesse f ibe rschr i t t en diesen W e r t n u t 4. Zwischen Carc inomseren und den sons t pos i t iv r eag ie renden Seren b e s t ehen aber deut - liche q u a n t i t a t i v e Untersch~ede. Hydro lyse des Tr ipep t ids von m e h r als 1, 5 % haben wir b isher nur bet K r e b s k r a n k e n ge tunden. Auf diesen ]3efunden liiBt sich aber keine Krebs - diagnose aufbauen, da zu hliutig s ichere Carc inomseren t ro t z mehr f ache r U n t e r s u c h u n g nega t iv reagier ten .

I m we i t e r en Ver lau t der U n t e r s u e h u n g h a b e n wir nun noch die Spa l t ba rke i t andere Tr ipep t ide geprfi t t . W i t ho i f t en dabei vor a l lem Aufkl~irung darf iber zu erhal ten , wie die d - P e p t i d h y d r o l y s e zus tande k o mmt , bzw. welche F e r m e n t e hierft ir v e r an t w o r t l i ch sind. D e n n die Auffassung yon E. WALD- SCHMIDT-LEITZ, dab es sich bier um A b w e h r f e r m e n t e handel t , konn te b e k a n n t l i c h n ieh t best~itigt werden (H. BAYERLE, R. ABDERHALDEN, H. HERKEN, A. SCI-IMITZ und R. MER- TEN13, 14, 15). Bet U n t e r s u c h u n g e n mi t d-Alanylglycylglyein er- h ie l ten wi t nun folgende R e s u l t a t e :

Tabelle 2. H y d r o l y s e d e r d - K o m p o n e n t e v o n d , l - A l a n y l - g l y c y l g l y c i n d u r c h S e r u m e n z y m e .

Peptidmenge o,560 mg dN in 2 ccm Ansatz.

Ze i t O~-Verbrauch Spaltung Serum Std. cmm %

I. Rectum-Ca . . . . . . 96 51,3 11, 4 2. Rectum-Ca . . . . . . 96 27,6 6,2 3. Lungenmetastasen. . 96 53,9 12,o 4. Bronchial-Ca . . . . . 72 34 ,5 7,7 5. Gallenblasen-Ca. . . 72 I7,O 3,8 6. Ikterus . . . . . . . 72 12,2 2,7 7. Lob~re Pneumonie 72 23,0 5,2 8. Schrumpfniere �9 �9 . 72 37,5 8,3 9. GroBer Abscel3 . . . 12o 3o,5 6,8

io. Tuberkulose . .. . . 72 io,2 2, 7

Dieses Pep t i d wird wesent l ich besser gespal ten als d-Leucyl - glycylglycin. Dies gilt aber n ich t nur fiir Carcinomseren, son- dern auch ffir die Seren bet ande ren Krankhe i t sp rozessen . ]3ei der Erk l~rung dieses ve rsch iedenen Verha l t ens h a b e n uns nun U n t e r s u c h u n g e n yon M. BERGMANN und Mi ta rbe i t e rn 17 fiber die s ter i sche Spezifi t i i t der Pep t ida sen wei tergeholfen. In diesem R a h m e n in te ress ie ren besonders die fiir die Spa l tung yon T r i p e p t i d e n durch A m i n o p e p t i d a s e ge l tenden Vorstel- lungen. Auf Grund der yon diesen Au to ren aufgeste l l ten Polyaff in i t i i t s theor ie wird die s ter i sche Spezifit~it folgender- maBen erkli ir t : W~ihrend der E n z y m e i n w i r k u n g gehen be- s t i m m t e ak t ive G ru p p en des E n z y m s mi t b e s t i m m t e n ak t iven Gruppen des Subs t ra tes einr V e r b i n d u n g ein und zwingen sie in eine b e s t i m m t e r~iumliche Posi t ion. Man h a t sich vorzu- stellen, dab in d iesem Zwischenproduk t Enzymmolekf i l und Subs t ra tmoleki i l aufe inander l iegen, jedes der be iden Molekeln in e iner E b e n e ausgebre i te t . Die enzymat i sche Spal tung, d. h. die ~ b e r w i n d u n g der Energieschwel le und H e r a b s e t z u n g der Akt iv ie rungsenerg ie der Spa l tungsreak t ion , is t nur dann m6g- lich, wenn sich die be iden E b e n e n e inander bis auf wenige /~ngs t r6m-Einhe i t en n~ihern k6nnen, da ers t dann die elek- t r i sehe K r a f t w i r k u n g auf das Subs t ra tmolekf i l genfigend groB wird. Bet T r i p e p t i d e n wird die Spa l tung in folgender Weise erM~rt : Die ak t iven Gruppen in dem Subs t r a t der Aminopep t i -

or H NH z CH a NH~ \ ~ / NH

CH 3 CO C4H603N H CO C4H603N 1-Alanylglycylglyein d-Alanylglyeylglyein

cr H NH~ CH 3 CH 3

CH CH~ CO C4HoOsN I t CH~ NH 3 CH \ ~ / NH

/ \ o ' / ' - v \ CH 3 CH 3 H CO C4H603N

1-Leucylglyeylglyein d-Leucylglyeylglycin Abb. 2.

Jg. 2i, He~t 2~ HERKEN, Sterlsche Spezifit/~t der Pept idasen rind flare ]~eziehung zum Krebsproblem. 603 4. Ju l i 1942

dase s ind die freie A m i n o g r u p p e u n d ve r s ch i edene A t o m - g r u p p e n der t ib r igen P e p t i d v e r b i n d u n g . Die b i n d e n d e E b e n e des S u b s t r a t e s soll h i e r da rges t e l l t s e in d u r c h die N H - u n d CO-Gruppe , d u r c h das a -C-Atom u n d die N H 2 - G r u p p e . Das a - C - A t o m is t ke ine a k t i v e Gruppe , l iegt a b e t in der b i n d e n d e n E b e n e .

Das E n z y m k a n n s ich dem S u b s t r a t n u t v o n de r Sei te aus n~he rn , auf de r das rAuml ich k le ine a - H - A { o m liegt. D a n n I inde t es auch 'd ie o b e n g e n a n n t e n a k t i v e n G r u p p e n in tier r i c h t i g e n Re ihen io lge vor . E n t h ~ l t das P e p t i d n u n e ine un- l la t i i r l iche Aminos/ iure , so t r i t t an Stelle des H - A t o m e s e in grSBeres Radika l , das die B i n d u n g zwischen E n z y m u n d Sub- s t r a t e r s c h w e r t ode r u n m 6 g l i c h m a c h t . E i n e A n l a g e r u n g des F e r m e n t e s an das S u b s t r a t v o n d e r a n d e r e n Sei te he r h a t deswegen ke inen Erfolg, wei l die Itir die 1Reaktion w i c h t i g e n G r u p p e n n i e h t in de r r i e h t i g e n A n o r d n u n g vor l iegen. D a r a u s e r g i b t sich, dab d - A l an i nha l t i ge P e p t i d e sehr viel besser ge- sp a l t en werden (geringes V o l u m e n der M e t h y l g r u p p e ) als solche, die d -Leuc in e n t h a l t e n (groBe I s o b u t y l g r u p p e ) .

Bei den U n t e r s u e h u n g e n m i t d -Alany lg lycy lg lye in fiel n u n auf, daB n o r m a l e Se ren u n d solche, bei de ren T r ~ g e r n die K r a n k h e i t s p r o z e s s e be re i t s abge l au fen waren , ke ine oder n u r seh r ger inge H y d r o l y s e w e r t e e rgaben . I m Gegensa t z dazu ze igte j edoch alas S e r u m e iner a k u t e n P n e u m o n i e u n d a u e h e ine r Tube rku lo se im e x s u d a t i v e n S t a d i u m sehr h o h e Spal- t u ngswer t e . W e i t e r e Versuche l i e fe r ten A l l h a l t s p u n k t e , daB inl S e r u m danI1 eine S t e ige rung t ier d -Alany lg lycy lg lyc in - hyd ro ly se ge funden wird, w e n n Zel lzerfal lsprozesse i m K 6 r p e r v o r h a n d e n sind. Dies w a r z. B. der Fa l l bei Se ren yon K r a n k e n m i t Tuberkulose , die I r i sche ]? : inschmelzungsherde aufwiesen. De r endgi i l t ige Beweis e rgab sictl aus d e m T i e r e x p e r i m e n t . N a e h U n t e r b i n d u n g der Gef~ge e iner Niere bei' e i nem K a n i n - chen s t ieg die H y d r o l y s e dieses T r i p e p t i d s in wen igen T a g e n u m m e h r als IOO % an. B e m e r k e n s w e r t war , dab s c h o n nor- ma le s K a n i n c h e r s e r u m d -Alany lg lycy lg lyc in s pa l t en k o n n t e . Es wa r n u n noch zu i iberlegen, ob die bei K r e b s s e r e n b e o b a c h t e t e S p a l t u n g yon d-Leueylg lycyl -g lyc in ebenfa l ls m i t dieser im Ver l au f yon Zel lzerfa l l sprozessen ver /~nder ten F e r m e n t t ~ t i g k e i t in Z u s a m m e n h a n g g e b r a c h t w e r d e n kann . Dies lieB sich n i c h t ohne wei te res en t sche iden , obwohl ve rg l e i chende U n t e r s u c h u n g e n zeigten, d a b d ie jen igen Seren, die d -Leueylg lycy lg lyc in hyd ro ly s i e r en k o n n t e n , a u s n a h m s - los d - A l a n y l g l y c y l g l y c i n in h o h e m MaBe spa l t e t en . W i t h a b e n d a h e r ve r such t , d ieser F rage ebenfa l ls im T ie rexpe r i - m e n t n a c h z u g e h e n u n d die Hydro ly se ve r sch i edene r T r i p e p t i d e d u r c h die S e r u m e n z y m e vor u n d n a c h der U n t e r b i n d u n g de r Gef~Be e iner Niere b e i m K a n i n c h e n geprf i f t 6~,~7 (vgl. Ta - bel le 3). Z u m besse ren V e r s t ~ n d n i s de r A b h ~ n g i g k e i t de r s t e r i s c h e n Spez i f i t~ t yon de r K o n s t i t u t i o n der u n t e r s u c h t e n P e p t i d e s ind die F o r m e l n m i t angegeben .

H y d r o l y s e d e r d - K o m p o n e n t e - v e r s c h i e d e l l e r T r i p e p t i d e d u t c h d ie S e r u m e n z y m e e i n e s K a n i n c h e n s v o r u n d n a c h

d e r U n t e r b i n d u l l g d e r Gef~Be e i n e r N i e r e . Pept idkonzentra t ion 0,56o mg dN in 2 ccm Ansatz.

H N H 2 \ ~ / ~H / c \ / \

CH a C O CaH6OsN

CH 3 NH 2

/~/\ H CO C4H6OsN

Alanylglycylglycin

Versuchszeit 7 2 Stunden.

1-Fo m

H N H 2 H NH~

/ ~ \ / \ / C V \ CH 2 CO" C4H603N CH 2 CO Cfi-t6OaN I I CH S CH

/\ CH S CH S

d-Form

,CH 3 CH 3 \ /

CH 3 CH / I

C H z N H 2 C H 2 N H 2

~ c / ~H

H CO C4H6OsN H CO C4H603N Aminobut yr ylglycylglycin Leucylglycylglycin

Abb, 3.

Tabelle 3. K a n i n c h e n s e r u m .

O2-Ver- O2-Ver- Spaltung O2-Ver- Spaltung Spalttmg branch brauch brauch

cram % cmm % cmm %

I. Vor der O p e r a t . . 2. 4 Tage n. d. Op. 3. io Tage n. d. Op. 4. 16 Tage n. d. Op. 5. 36 Tage n. d. Op.

29,1 47,2 68,5 81,O

39,7

6,5 lO ,5

15,3 18,O

8,7

O

5,9 18,3 lO,7

3,8

o

1,3 4,1 2,4 I,O

O o

7,8 7,8 O

O O

1,7 1,7 o

Diese E rgebn i s se s che inen fa r die oben ge~uBer te Ver- m u t u n g zu sp rechen . Auf diese Weise lieBe sich a u c h zwang- los erkl~ren, w a r u m die d -Leucylg lycy lg lyc in! lydro lyse bei m a n c h e n C a r c i n o m s e r e n fehl t . Es k 6 n n t e s ich h ie r u m Fr t ih - f~lle oder sehr k le ine Carc inome hande ln , bei d e n e n die Zell- zerfa l lsprozesse n i c h t bzw. n o c h n i c h t so ausgep r~g t s ind. Wie die U n t e r s u c h u n g e n an a n d e r e n Se ren zeigen, t r i f f t abe r e ine d e r a r t i g e Aus l egung n i c h t ffir alle F~tlle zu. So h a b e n wir z. B. bei e in igen Se ren von T u b e r k u l o s e k r a n k e n d -Alany l - g lycy lg lyc inspa l tungen gemessen , die d ie jen ige m a n c h e r K r e b s s e r e n n o c h t iber t ra f , w ~ h r e n d die d -Leucylg lycy lg lyc in- hyd ro ly se u n t e r 1% b l i eb oder in m a n c h e n F~l len gar n i c h t n a c h z u w e i s e n war . ]?;ine e indeu t ige E r k l ~ r u n g ftir dieses v e r - sch iedene V e r h a l t e n de r Se ren k a n n n o c h n i c h t gegeben werden . M a n k a n n a n die M6gl i chke i t denken , d a b in den Seren ve r sch i edene A k t i v a t o r e n ffir die e inze lnen S u b s t r a t e v o r k o m m e n . E ine a n d e r e E r k l g r u n g s m 6 g l i c h k e i t l i e fe r t e ine von E . SMITH u n d M. BERGMANN 18 g e m a c h t e ]3eobach tung . Bei der A u f a r b e i t u n g v o n r o h e n G e w e b s e x t r a k t e n f a n d e n diese Au to ren , dab die F ~ h i g k e i t dieser E x t r a k t e , Glycylg lyc in u n d Alany lg lyc in zu hydro lys ie ren , w ~ h r e n d des Re in igungs - prozesses ve r lo r engeh t , die Leucy lg lyc inhydro lyse dagegen e r h a l t e n b le ib t . Das F e r m e n t , das dieses P e p t i d hydro lys i e r t , soll d e m n a c h ve r s ch i eden sein von dem, das die b e i d e n a n d e r e n P e p t i d e spa l te t . W e n n m a n a n n i m m t , d a b fiir die T r i p e p t i d e Ahnliche Verh~l tn i sse gel ten, so k 6 n n t e m a n sich vors te l len , dab bei den v e r s c h i e d e n e n N e k r o s e v o r g ~ n g e n die F e r m e n t e in ung le iche r Weise in F r e l h e i t gese tz t oder gesch~dig t wi i rden. A u c h ftir die k l in ische U n t e r s u c h u n g e r g e b e n s ich h i e raus n o e h eine Re ihe i n t e r e s s a n t e r P rob leme .

W i r h a b e n be re i t s gesehen, daB die Messung der l-Iydrolyse yon d -Leucy lg lycy lg lyc in in C a r c i n o m s e r e n n i c h t fiir d iagno- s t i sche Zwecke gee igne t ist. Die Messung de r S p a l t u n g des d - A l a n i n h a l t i g e n T r i p e p t i d s k o m m t hierf i i r ebenfa l l s nich~ in B e t r a c h t , wei l sie unspez i f i sch ist . Es wa r a b e r n o c h zu pr t i fen, ob die S p a l t u n g dieses P e p t i d s n e b e n den gebr~tuchl ichen kli- n i schen U n t e r s u c h u n g s m e t h o d e n in gee igne t en FMlen als dia- gnos t i sches H i l f smi t t e l he r angezogen w e r d e n k a n n . Zur KI~- r u n g dieser F r a g e h a b e n wir e ine Re ihe v o n M a g e n k r a n k e n u n t e r s u c h t , die ke ine a n d e r e O r g a n e r k r a n k u n g aufwiesen, wo- bei w i t fo lgende W e r t e e rh i e l t en :

Tabelle 4. S p a l t u n g v o n d - A l a n y l g l y c y l g l y c i n d u r c h S e r e n v o n M a g e n k r a n k e n .

Pept idmenge o,56o mg dN in 2 ccm Ansatz.

Serum Spaltung %

I. Gastritis . . . . . . . 2. Gastritis . . . . . . . 3, Gastritis . . . . . . . 4. Magenulcus . . . . . . 5. Magenulcus . . . . . . 6. Magenulcus . . . . . . 7. Magenulcus . . . . . . 8. Magenulcus (call6s pene-

trierend) . . . . . . . 9. Magen-Ca . . . . . . . .

io. Magen-Ca . . . . . . . . I I. Magen-Ca . . . . . . . . 12. Magen-Ca . . . . . . . . 13. Magen-Ca . . . . . . . .

Zeit O~-Verbrauch Std. cram

7 2 1,5 72 o 72 1,4 7 2 5,9 72 5,9 96 7,2 96 6,5

48 7,9 7 2 lO,5 7 2 11 ,5

7 2 14,4 7 2 18,7 4 8 o

0,3 o

0 ,3 1,3 1,3 1,6 1,4

1,8 2,3 2,6 3,2 4,2 O

Es s che in t b i e r ke ine schar fe Grenze zwischen Magenu lce ra u n d C a r c i n o m e n zu be s t ehen . Die K r e b s s e r e n l i e fe r t en abe r bis au f e inen Fa l l die h 6 c h s t e n Wer t e . Das Ma te r i a l i s t j edoch

53*

604 H ~ N , Sterlsche Speziflt~t der Pept idasen und ihre Beziehung zum Krebsproblem. Klinische Wochenschrift

n o c h viel zu gering, u m ein abschliel3endes Ur t e i l a b g e b e n zu k 6 n n e n .

Bei de r B e u r t e i l u n g de r E rgebn i s se aus den S e r u m v e r - s u c h e n wi rd m a n s ich die F r a g e vor legen, ob die b e o b a e h t e t e d - P e p t i d h y d r o l y s e d u r c h d - P e p t i d a s e n h e r v o r g e r u f e n wird. Bei de r H y d r o l y s e yon d -Alany lg lycy lg lyc in i s t das aus d e n vor - b in ange f f ih r t en Gr f inden w ah r s che i n l i eh n i c h t der Fal l . Da- gegen k 6 n n t e die d-Leucylglycylglycinhy.drolyse daff ir spre- chen, d a b ger inge M e n g e n d e r a r t i g e r F e r m e n t e i m S e r u m v o r h a n d e n sein k 6 n n e n . M a n k a n n dies a l le rd ings n i c h t s icher en t sche iden , d e n n es i s t a u c h m6gl ich, d a b die s t e r i sche H i n d e - r u n g d u r c h h 6 h e r e K o n z e n t r a t i o n yon 1-Pept idasen d u r c h - b r o c h e n wird. Rs k 6 n n e n d a h e r aus diesen V e r s u c h e n ke ine Schlfisse au f die E n t s t e h u n g yon d - P e p t i d a s e n als Folge yon Nekro t i s i e rungsvo rg / ingen im Gewebe gezogen werden . Bei der endgf i l t igen B e a n t w o r t u n g dieser F r a g e wi rd m a n a m b e s t e n n o c h zu r f i ckha l t end sein, da wir f iber die W i r k u n g s - b e d i n g u n g e n de r P e p t i d a s e n n o c h zu wenig o r i e n t i e r t s ind, u m v o r l ~ b e r r a s c h u n g e n s icher zu sein. In d iesem Z u s a m m e n - h a n g e e r i nne re ich a n die merkwf i rd ige B e o b a c h t u n g yon O. K. BEHRENS u n d M. :BERGMANN 19, d a b gewisse Pep t ide , die abso lu t r e s i s t e n t s ind gegen Papa i n , f ibe r raschenderweise bei G e g e n w a r t yon Serum, das se lbs t e n z y m a t i s c h i n a k t i v ist, ge spa l t en werden . A uf de r Suche n a c h / i h n l i c h e n A k t i v a t o r e n b e k a n n t e r Z u s a m m e n s e t z u n g w u r d e gefunden , d a b Ace ty l - p h e n y l a l a n y l g l y c i n ebenfa l l s die S p a l t u n g dieser S u b s t r a t e a k t i v i e r t .

Obwoh l aus den S e r u m v e r s u c h e n h e r v o r g e h t , dab bei den v e r s c h i e d e n a r t i g s t e n N e k r o s e v o r g ~ n g e n F e r m e n t e ins B lu r 5be rgehen , e r f ib r ig ten sich d a m i t keineswegs U n t e r s u c h u n g e n fiber die i m Gewebe v o r h a n d e n e n Pep t idasen . D e n n es w a r n i c h t sicher, ob alle P e p t i d a s e n ins S e r u m f ibergehen. Ver - suche f iber die O r g a n p e p t i d a s e n w a r e n f iberdies im Z u s a m m e n - h a n g m i t d e m n e u e n K r e b s p r o b l e m schon aus t h e o r e t i s c h e n Grf inden sehr wieht ig . Tats~ichlich h a b e n n u n diese U n t e r - s u c h u n g e n eine Re ihe f i be r r a schende r Ergebn i s se geb rach t . Die yon den v e r s c h i e d e n e n A u t o r e n e r h a l t e n e n R e s u l t a t e s ind insofe rn e inhei t l ich , d a b in den O r g a n e n F e r m e n t e v o r k o m m e n , die d -D ipep t i de a u f s p a l t e n k6nnen . Das w a r b i she r n i c h t b e k a n n t . M e i n u n g s v e r s c h i e d e n h e i t e n b e s t e h e n noch insofern , als m a n c h e A u t o r e n diese H y d r o l y s e n u t n a c h Z u s a t z yon Meta l l en als A k t i v a t o r e n de r h y d r o l y s i e r e n d e n F e r m e n t e ffir m6g l i ch ha l t en . I eh will r e ich h ie r au f die W i e d e r g a b e yon V e r s u c h e n m i t G l y c e r i n e x t r a k t e n aus f r i schen Geweben be- schr~inken, die u n t e r M i t a r b e i t yon A. SCHMITZ u n d R. MER- CEN 22 ausgef f ih r t wurden . W i t h a b e n haupts~ichl ich deswegen m i t so lchen iRohex t r ak t en gea rbe i t e t , wei l sie die G e s a m t m e n g e de r p ro t eo ly t i s cheu F e r m e n t e e n t h a l t e n . So wurde ve rmieden ,

d a b bei den sons t n o t w e n d i -

CCJ~I, / . . . . .

~ r

Y YY NY ,qY 7ZY /SY N k

Abb. 4. Hydrolyse der d-Komponente yon d, 1-Leueylglyein (O2-Verbraueh nach Zugabe yon d-Aminos~,ureoxy- , dase). I durch Glycerinextrakte aus Carcinomen, II durch Acetontrocken-

pulver aus der Niere.

gen R e i n i g u n g s p r o z e d u r e n wo- m6gl i ch wich t ige F e r m e n t e , , he r ausge re in ig t " wurden . Es h a b e n uns besonde re Versuche a n r acem i s chen . P e p t i d e n be- schMtig t , wobe i w i t d u t c h ve rg l e i chende A n w e n d u n g d e r T i t r a t i o n s m e t h o d e u n d des ma - n o m e t r i s c h e n V e r f a h r e n s (mit d-Aminos~iur eoxs/dase ) e inen E i n b l i e k in den S p a l t u n g s a b l a u f der be iden optis, ch a k t i v e n t ( o m - p o n e n t e n zu e r h a l t e n hof f ten .

Vor der Besprechung der Ver- suche seien noch kurz einige me- thodische Einzelheiten erwAhnt. Nach Zusatz von d-AminosAure- oxydase zu d-Dipept iden zeigte sich in manchen FAllen ein gerin- ger kontinuierlicher Sauerstoffver- branch, den wir bei Tripeptiden

niemals beobachteten. Dies i s t darauf zuriickzufiihren, dab in den hierbei verwendeten Acetontrockenpulvern aus der Niere geringe Mengen eines d-Dipeptidspal tenden Fermentes vorkommen, das laufend d-Aminos~iuren aus dem Pept id freisetzt, die dann oxydat iv desaminiert werden. FOr die Auswertung unserer Versuche mit

Glycerinextrakten aus Organen ist die se geringe Hydrolyse jedoch belanglos, da sie nur einen Bruchtei l der mit dieser Methode ge- messenen Werte ausmacht.

Die A b b . 4 soll diese Verh51• erl~iutern u n d zu- g le ich zeigen, d a b die d - K o m p o n e n t e von d , l -Leuey lg lyc in d u r c h die O r g a n e x t r a k t e s eh r g u t ge spa l t en wird. Es sei b i e r noch b e m e r k t , dab die V e r s u c h s b e d i n g u n g e n wesen t l i ch ge- ~indert w e r d e n mfissen, w e n n zus~itzlieh Meta l l e als Akt i - v a t o r e n de r h y d r o l y s i e r e n d e n F e r m e n t e v e r w e n d e t werden ~1. Aus d e m O~-Verbrauch b e r e c h n e n wir die H y d r o l y s e des d-An- tei les des P e p t i d s (vgl. Tabe l l e 5).

Tabelle 5. H y d r o l y s e d e r d - K o m p o n e n t e y o n d , l - L e u c y l - g l y c i n d u r c h G l y c e r i n a u s z i i g e y o n G e w e b e n .

Pept idkonzentra t ion ~]40-

Ze i t O2-Verbrauch Spaltung Organ Std. ccm %

I. Magen-Ca . . . . . . . . 2. Magen-Ca . . . . . . . . 3. Magen-Ca . . . . . . . . 4. Magen-Ca . . . . . . . . 5. Magenschleimhaut normal 6. Leber (Meerschweinchen) 7. Leber (Meerschweinchen) 8. Milz (Schwein) . . . . . 9. Duodenalschleimhaut . .

io. Niere . . . . . . . . . I i. Muskel . . . . . . . . 12. Pankreas . . . . . . .

72 72 48 48 72 48 48 48 48 48 48 48

186,o 146,o 153,5 127,2 125,5 136,5 162,o 131,o III,O

75,0 4,1 6,5

66,4 52,o 55,0 45,5 45,o 49,0 57,7 46,8 39,8 25,8

1,5 2,3

Wie die E rgebn i s se zeigen, b e s t e h e n ke ine q u a n t i t a t i v e n U n t e r s c h i e d e zwischen C a r c i n o m e n u n d n o r m a l e n Geweben. Nur 2Vluskel u n d P a n k r e a s k 6 n n e n d -Leucy lg lyc in n i c h t spal- ten . Es wa r n u n sehr auffiillig, d a b wir in f r i iheren Versuchen m i t de r T i t r a t i o n s m e t h o d e gesehen h a t t e n , d a b r acemische P e p t i d e u n t e r den f ib l ichen B e d i n g u n g e n nie fiber 5o % h y d r o - lys ier t w e r d e n 2~. Dies s t i m m t e m i t B e f u n d e n yon E. ]3AMANN u n d O. SCHIMKE ~3 fiberein, die das gleiche b e o b a e h t e t e n , abe r re ines d -Leucy lg lyc in schon n a c h io S t u n d e n zu 6o % h y d r o - lys ier t f anden . Diese A u t o r e n schlossen daraus , d a b in Ver- suchen m i t d, 1-Pept iden n u t der 1-Anteil gespa l t en werde u n d diese vo rause i l ende Hydro ly se die S p a l t u n g des d-Ante i l s un- m6gl ieh mache . D a bei d e r a r t i g e n Versuchen b i she r a l lgemein a n g e n o m m e n wurde , d a b die 1-14omponente zue r s t u n d aus- schlieBlich angegr i f fen wird, sch ien diese A n s i c h t d u r c h a u s be rech t ig t . Die H e r a n z i e h u n g unse re r n e u e n m a n o m e t r i s c h e n Me thode ffir de ra r t ige U n t e r s u c h u n g e n l iefer te n u n das fiber- r a s c h e n d e Ergebn is , d a b dieser SchluB n i c h t r i ch t i g ist. Es zeigte sich, d a b be ide op t i s ch a k t i v e n K o m p o n e n t e n angegr i f - fen werden . Dies gi l t n i c h t n u t ffir C a r c i n o m e x t r a k t e , s o n d e r n auch ffir die Auszi ige aus n o r m a l e n O r g a n e n (vgl. Tabel le 6).

Tabelle6. H y d r o l y s e v o n d , l - L e u c y l g l y c i n d u r c h G e w e b e - e x t r a k t e .

Manometrische Spaltung Gewebe Zeit Titrations- Methode der l-Kom-

methode Spaltung der ponente Std.' Gesamtspaltung d-Komponente

Magen-Ca. . . . . Magen-Ca . . . . . Leber (Meerschw.) . Leber (Meerschw.) . Milz (Rind) . . . .

48 48 60 60 48

55,2 44,8 50,0 45,5 40,0

55,0 45,5 50,0 37,8 40,0

55,4 44,1 50,0 53,2 40,0

Verfo lg t m a n den Ver lau f de r H y d r o l y s e der d- u n d 1-Kom- ponen te , so e r g i b t sieh, d a b die d- u n d 1-Form des Yept ids n a h e z u gleiehm~igig angegr i f f en wird. N a c h 72 S t u n d e n s ind be ide K o m p o n e n t e n ungef~ihr zur H~ilfte gespa l ten . Dieser W e r t wi rd a u c h n a c h l a n g e n Ve r suchsze i t en n i c h t wesen t l i ch i i be r s ch r i t t en (Abb. 5). D a die op t i sch r e i n e n V e r b i n d u n g e n in der g le ichen Ze i t we l t besser au fgespa l t en werden, so wi rd in Ve r suchen m i t r a c e m i s c h e m P e p t i d die H y d r o l y s e be ide r K o m p o n e n t e n g e h e m m t . Es lag nahe , a n z u n e h m e n , dab sich h ie rbe i die S p a l t p r o d u k t e yon zwei F e r m e n t e n gegense i t ig im R e a k t i o n s a b l a u f der P e p t i d h y d r o l y s e s t6 ren . Bei Ve r suchen

Jg. 2I, Heft 27 4. Juli I94Z HERKEN, Sterische Spezifit~t der Pept idasen und ihre Beziehung zum Krebsproblem. 6 0 5

zur Aufkl~Lrung dieser Vorg~nge zeigte sich, d a b die SpMtung der d - K o m p o n e n t e yon der K o n z e n t r a t i o n an f re iem 1-Leuein abh~ng ig ist, die z u / 3 e g i n n des Versuches v o r h a n d e n ist. Die fo lgende K u r v e zeigt die H e m m u n g de r S p a l t u n g der d - K o m - p o n e n t e bei e iner K o n z e n t r a t i o n yon ~/s0 1-Leuein.

W ~ h r e n d des Versuehes k o m m t aus der S p a l t u n g des -Ante i les des Pep t i d s I au fend 1-Leucin h inzu, d a b die R e a k t i o n

% 8O

dd

Z

r

o 8~ ~ 7~ s6" r ~gq r r

Abb. 5- Verlauf der Hydrolyae der 1- und d-Komponente yon racemischem Leucyl- glycin. Konz. m/i 0.

I. Spaltung der l-Komponente ; 2. Spaltulag der d-Komponente . . . . . . .

schl ieBlich zum S t i l l s t and b r ing t . 13be re ins t immend m i t d iesen E r g e b n i s s e n k o n n t e n w i t zeigen, dab die GrSBe der S p a l t u n g des d -Ante i l es yon r a c e m i s c h e m Leucylg lyc in bei sons t gleich- b l e i b e n d e n V e r s u e h s b e d i n g u n g e n yon der P e p t i d k o n z e n t r a t i o n a b h ~ n g i g ist , Den i n t e r e s s a n t e n Be~und, den E. t3AMANN u n d O. SCHIMI(E 23 zuers t e r h o b e n , d a b eine K o n z e n t r a t i o n yon k / ~ 1-Leucin die d - P e p t i d h y d r o l y s e v611ig h e m m t , k 6 n n e n wir

est~itigen. E b e n s o ~anden auch wir, dab Z u s a t z yon Glyko- boll, 1-Alanin oder 1 -Glu tamins~ure wi rkungs los ist . B e m e r - k e n s w e r t ist, d ab d e m 1-Leucin eine b e s o n d e r e Rol le zuzu- k o m m e n sche in t , d e n n es zeigte sich, d a b a u c h die S p a l t u n g

80 %

J

t - - . . . . . . . .

.gO f , *

@ ffq ~ 72 d8 Cg'O r r r

S/d gbb. 6. Verlauf der Hydrolyse des d-Anteiles yon racemischen Leucylglycyn ohne

und mit Zusatz . . . . . yon m/,0 1-Leuein. Peptidkonzentration m]40.

der d - K o m p o n e n t e yon d, 1-Alanylglycin d u r c h 1-Leucin wei t - aus a m s t ~ r k s t e n g e h e m m t wird ~a. 1-Alanin w a r se lbs t in er- heb l i ch h 6 h e r e n K o n z e n t r a t i o n e n v im weniger wi rksam. Das fiir die d - D i p e p t i d s p a l t u n g v e r a n t w o r t l i c h e F e r m e n t - - e ine D i p e p t i d a s e -- k o n n t e b i she r n o c h n i c h t yon den i ib r igen P e p t i d a s e n g e t r e n n t u n d isol ier t werden .

Alle diese Ver suche w u r d e n ohne Z u s a t z y o n MetMlen als A k t i v a t o r e n der h y d r o l y s i e r e n d e n F e r m e n t e ausgef i ihr t . Hie r - bei i s t na t f i r l i ch sehr wahrsehe in l i ch , d a b in d iesen E x t r a k t e n , die aus f r i schem Gewebe gewonnen wurden , die n6 t i gen A k t i - v a t o r e n in a u s r e i c h e n d e r Menge v o r h a n d e n waren . N a c h den E r g e b n i s s e n der A r b e i t e n yon J. B~RGER u n d M. J. Jo~INSON, E . ~MITI-I u n d M. B E R G M A N N , sowie E. M A S C H M A N N 2~' ~6,27

sche inen die P e p t i d a s e n M e t a l l - P r o t e i n - V e r b i n d u n g e n zu sein, die a l l e rd ings wohl sehr lab i l s ind. So genf ig t z . B . n a c h u n s e r e n E r f a h r u n g e n die B e h a n d l u n g eines Gewebebre i e s m i t Aceton , u m die W i r k s a m k e i t des F e r m e n t e s e rheb l i ch h e r a b - zusetzen. N a c h Z u s a t z yon Meta l l en - - w i t I a n d e n h i e rbe i be sonde r s K o b a l t sowohl ffir die H y d r o l y s e yon d -Alany l - g lyc in wie d -Leucylg lyc in als sehr w i r k s a m - - w i r d die f r i ihere oder sogar n o c h eine v e r s t ~ r k t e A k t i v i t ~ t wieder - g e w o n n e n 21.

W i r s ind n u n n o e h der F r a g e nachgegangen , ob a u c h eine e n t s p r e c h e n d e A m i n o p e p t i d a s e in den G l y c e r i n e x t r a k t e n en t - h a l t e n ist . Bei U n t e r s u c h u n g e n de r H y d r o l y s e yon d-Tr i - p e p t i d e n d u r c h O r g a n e x t r a k t e wurde die gleiche A b h ~ n g i g k e i t

der s t e r i s chen Spezifit~,t yon der K o n s t i t u t i o n ge funden , die schon, bei den S e r u m v e r s u c h e n b e o b a c h t e t u n d b e s p r o c h e n wurde . Zur P r t i fung der E x t r a k t e au f die G e g e n w a r t yon d - A m i n o p e p t i d a s e k o n n t e n w i t d a h e r n u r e in P e p t i d ver - wenden , das e ine unna t f i r l i ehe Aminos~ure m i t 1Angerer C-Ke t t e en th~ l t . W i t w ~ h l t e n h ie rzu Leucylg lycylg lyc in .

Tabelle 7. S p a l t u n g d e r d - K o m p o n e n t e y o n r a c e m i s c h e m L e u c y l g l y c y l g l y c i n d u r c h G l y c e r i n e x t r a k t e y o n Ge-

w e b e n .

Gewebe Zeit Peptidkonzen- Spaltung tration in mg dN

Std. in 2 ccm Ansatz %

I. Magen-Ca . . . . . . . 2. DriXsenmetastasen . . 3. Benzpyrentumor . . . 4. Magen-Ca . . . . . . . 5. Magen-Ca . . . . . . . 6. Magen-Ca . . . . . . . 7. Myom . . . . . . . . 8. Ulcus duodeni . . . . 9. S t ruma . . . . . . . !

io. Muskei . . . . . . . i i . Gehirn . . . . . . . 12. DuodenMschleimhaut . 13. Nebenniere . . . . . 14. Leber . . . . . . . . 15. Milz . . . . . . . . 16. Niere . . . . . . . .

48 72 48 48 48 48 72 48 72 48 48 48 48 48 96 48

0,35 ~ 0,35 ~ 0,350 0,35 ~ 0,700 0 , 7 0 0

o,I75 0,350 o,35 o o,35 o 0,35 ~ o,35 o o,35o o,35 o 0,350 o,35 o

O~-Ver- brauch

cram

9 ,o lO ,9

12 ,4 16 ,8

19,1 26 ,6

5,1 o o o o o o . o

8,5 3 ,o ~8,2 6, 5 5,4 1,9

3,2

3,9 4,4 6 ,o

3,4 4,8 3,6 o o o o o

Dieses P e p t i d wi rd in e inem gewissen AusmaB yon Carci- nomen , a b e t a u c h yon E x t r a k t e n e in iger n o r m a l e r Organe gespMten. Die H y d r o l y s e i s t a b e t sehr v im ge r inger als b e i m Leucylg tye in . Es k o n n t e ausgeschlosseu werden , d a b die S p a l t u n g de r d - K o m p o n e n t e dieses T r i p e p t i d s d u t c h die Spal- t u n g s p r o d u k t e des 1-Anteiles g e h e m m t wird, d e n n d -Leucy l - g lycy lg lyc in wi rd n i c h t s t a r k e r hydro lys i e r t . Es i s t a u c h h ie r schwierig, zu en t sche iden , ob ger inge M e n g e n d r A m i n o p e p t i - dase in den O r g a n e x t r a k t e n e n t h a l t e n s ind. W i t h a b e n uns bemi ih t , das F e r m e n t d u t c h Zusa t z yon Meta l l en zu ak t iv i e ren , u m auI diese Weise e ine K l~ rung d e r F r a g e zu e r re i chen . Diese Ver suche ver l i e fen abe r alle nega t i v .

G e h t man- d a v o n aus, d a b die h y d r o l y t i s c h e S p a l t u n g yon P e p t i d e n t a t s ~ c h l i c h e in u m k e h r b a r e r V o r g a n g i s t - - M. BERG- MANN u n d M i t a r b e i t e r h a b e n dies b e k a n n t l i c h s i chers te l l en k 6 n n e n - - , so mf iBten die m e i s t e n Organe d - A m i n o s ~ u r e n in e in P e p t i d e i n b a u e n k 6 n n e n . Die U n t e r s u c h u n g e n a n Tr i - p e p t i d e n zeigen a b e r schon, dal3 h ie r die B e d i n g u n g e n ftir e inen E i n b a u sehr v im ungf ins t ige r s ind als bei den D i p e p t i d e n . A b e r a u c h b ie r s ind die Verhi t l tn isse n o c h schwer zu i ibersehen, wie die Ver suche f iber die gegense i t ige t t e m m u n g de r I-Iydrolyse d u r c h die S p a l t p r o d u k t e u n d die v611ige H e m m u n g de r S p a n t u n g d u r e h h 6 h e r e K o n z e n t r a t i o n e n 1-Leucin e rgaben . E . BA- MANN u n d O. SCHIMKE 2a h a b e n auf G r u n d i h r e r Ve r suche a n die M6gl i chke i t e iner s t e r i s chen S t e u e r u n g des EiweiB-Auf- u n d -Abbaues gedach t . 1-Leucin soll t r o t z A n w e s e n h e i t v o n d - P e p t i d a s e n u r den n o r m a l e n AuI- u n d A b b a u e rm6gl i chen , wAhrend b e i m V e r a r m e n eines Gewebes a n 1-Leucin die d -Pep- t i da se w i r k s a m w e r d e n soll. M a n muB h ie rbe i abe r die E in - s c h r ~ n k u n g m a c h e n , d a b diese V o r s t e l l u n g e n n a e h den bis- he r igen E r f a h r u n g e n n u t ffir D i p e p t i d e ge l ten . Ob diese sehr b e m e r k e n s w e r t e n ~3ber legungen tfir den E iwe igs to f fweehse l in v ivo B e d e u t u n g h a b e n , i s t n a t i i r l i c h n o c h fragl ich, d e n n b i e r l iegen s icher wesen t l i ch a n d e r e B e d i n g u n g e n vor . Vor a l l em wi rd h ie r das Gle i chgewich t zwischen A m i n o s ~ u r e n u n d Pep- t i d e n wie zwischen P e p t i d e n u n d l ~ o t e i n e n n i e h t wie u n t e r den V e r h M t n i s s e n in v i t r o au f se i t en de r S p a l t u n g l iegen, son- d e r n s icher z u g u n s t e n de r S y n t h e s e v e r s c h o b e n sein. H ie rbe i wi i rde a b e t l au f end 1-Leucin v e r b r a u c h t u n d d a m i t ge rade das Gegen te i l de r Theor ie e r re i ch t .

Das V o r h a n d e n s e i n yon d - d i p e p t i d s p a l t e n d e n F e r m e n t e n i s t o f t m i t de r n e u e n G e s c h w u l s t t h e o r i e v o n F. I ~ G L in Ver - b i n d u n g g e b r a c h t w o r d e n u n d a u c h als A r g u m e n t gegen diese Theor i e a n g e f ~ h r t worden , wei l diese F e r m e n t e auch in nor - m a l e n O r g a n e n v o r k o m m e n , E i n e r k r i t i s c h e n B e t r a c h t u n g k a n a dieser vore i l ige SchluB j edoch n i c h t s t a n d h a l t e n , Nacla

606 PFEIFFER, Granocytan bei Bestrahlungsleukopenie. Klinische Wochenschrift

den groBen U n t e r s c h i e d e n bei dcr Hydro lyse von Di- und Tr ipep t iden sche in t es m6g l i ch , dab die s ter i sche Spezifit~it bei gr6Beren Pep t idmode l l en noch e indeut iger auf die 1-Form ge r i ch te t ist. Es i s t aber auch noch n ich t u n t e r s u c h t worden , ob sich bei der Hydro ly se gr6Berer EinweiBmolekfile, die unnat f i r l iche Aminos~uren en tha l t en , n ich t doch spezif ische Un te r sch iede zwischen no rma len Organen und Carc inomen ergeben. Ich habe inzwischen auch noch die s ter i sche Spezif i- t~it e iner ande ren P e p t i d a s e un te r such t , und zwar der t r y p - t i schen C a r b o x y p e p t i d a s e n aus Pankreas , deren Wirkungs - weise sich yon den be iden vorhe r g e n a n n t e n wesent l ich un te r - scheidet . Nach den bisher igen E r f a h r u n g e n kann dieses F e r m e n t aber n u t Subs t r a t e spal ten, die nat t i r l iche Amino- s~iuren am Carboxy lende en tha l t en .

Wie m a n sich den Aufbau eines gr613eren Eiweii3molekfils, in dem unnat i i r l iche Aminos~iuren vorkommen , vorzus te l len hat , is t noch n ich t zu f ibersehen, da hierbei eine groBe Reihe yon K a t a l y s a t o r e n mi twi rken , l~Iber die S t ruk tu r der EiweiB- k6 rpe r im Tumor kann m a n aus e inem yon F. KOGL u n d H. ERXLEBEN 28 durchgef f lh r ten Versuch viel leicht en tnehmen , dad im Tumor die l - K e t t e n der no rma len EiweiBk6rper an versch iedenen Stel len durch unnat t i r l iche Aminos~iuren un te r - b rochen sind.

W e n n die no rma len und auch pathologisch ver~inderten Organe keine nnna t f i r l i chen Aminos~iuren en tha l t en ~, so kann dies, se lbs t wenn die zum E inbau yon d-Aminos~iuren no twen- digen F e r m e n t e v o r h a n d e n w~iren, noch wesent l ich andere Gri inde haben . So bes i t zen wir b isher keine Kenn tn i s se dar - fiber, u n t e r welehen Bed ingungen d-Aminos~iuren im K 6 r p e r en t s t ehen k6nnen. Es i s t kaum anzunehmen , dab die unnat f i r - l ichen Aminos~iuren dem Carc inom e twa mi t der N a h r u n g zugeff ihr t werden, denn b isher s ind d-Aminos~iuren nu r in sehr ger ingen Mengen, und zwar ausschliel31ich in den EiweiB- k6rpe rn yon Pf lanzen, vorgefunden worden. Viel wahrsche in- l icher ist, dab das Krebsgewebe von einer de ra r t igen Zufuhr unabh~ingig is t und sich die unna t f i r l i chen Baus te ine se lbs t hers te l l t . In d iesem Z u s a m m e n h a n g dfirf te yon In te resse sein, dab in der N a t u r be re i t s F e r m e n t e b e k a n n t sind, die Syn thesen von unnat f i r l ichen Aminos~uren v o r n e h m e n ' k S n n e n . G. IVA- NOVlCS ~~ beobach te te , dab der Bacillus mesen te r ius vulgatus , dessen Kapse l subs t anz ein d-glutamins~iurehalt iges Pep t i d auf- weist , zum Aufbau dieser Kapse l d -Glu tamins~ure n ich t ver- we r t en kann, sonde rn in se inem Stoffwechsel ausschlieBlich auf Baus te ine der 1-Reihe angewiesen ist. Die Aufkl i i rung der Frage, ob ein gleiches Verha l t en flit das Tumorgewebe zu- t r i f f t , ist nat i i r l ich sehr wichtig. A m bes t en k a n n dies wohl am c a r c i n o m k r a n k e n Tier durch Verfo lgung des Stoff- wechsels yon AminosAuren geprf if t werden , die d u r c h den Geha l t an Deu te r ium und i so topem St icks toff cha rak te r i - s ier t sind,

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BEHANDLUNG DER BESTRAHLUNGSLEUKOPENIE MIT GRANOCYTAN.

Von

HANS PFEIFFER. Aus der chirurgisch-gyn~kologischen Abteilung des Oderland-Krankenhauses der Stadt

Frankfurt (Oder) (Leiter: Prof. Dr. ERICH SCHNEIDER).

Neben akuten und chronischen Sch~ldigungen der Haut werden bei R6ntgenbestrahlungen als Bestrahlungsfolge hliufig auch All- gemeinschAdigungen in mehr oder rninder st~irkerem Mai3e beob- achtet. Die unter dem Begriff des R6ntgenkaters zusammengefaB- ten Erscheinungen, wie Brechreiz, Kopfschmerzen, Schwindel- gefflhl, Herzklopfen, Kreislaufst6rungen, SchweiBausbrflche, Magen- DarmstOrungen, Unruhe und Erregbarkeit, lassen sich durch frak- tionierte Bestrahlung weitgehend vermeiden und sind therapeutisch meist gut zu beeinflussen; oft genflgt dabei die Verabreichung yon Peremesin oder Nautisan. DIETER 1 empfiehlt prophy]aktisch Cardiazol-Ephetonin und evtl. rectal Traubenzucker. Auch reine Traubenzuckerinfusion, Lobelin oder Sympatol leisten ausgezeich- nete Dienste. Vor allem umstri t ten ist die Genese des R6ntgen- katers, die yon jeher ein viel er6rtertes Problem darstellt.

Unter den zahlreichenUntersuchungsergebnissen treten beson- ders die hervor, welche gezeigt haben, dab sich unter R6ntgen- und Radiumbestrahlung Veranderungen im Sinne einer vegetativ- neurotischen St6rung bei erh6htem Vagustonus volhiehen. ~ber- schwemmung des K6rpers mit Zellabbauprodukten und Resorption de r Zerfallsprodukte, Verarmung yon Vitamin B 1 sowie Ver- ~inderungen der Darmflora wurden welter festgestellt. I)IET~L und PROBST 2 erklliren die subjektiven Symptome des iR6ntgenkaters als eine wahrscheinlich durch Toxine (?) bedingte St6rung, GER- MER 3 vermutet Elektrolytverschiebungen mit Beeinflussung des vegetativen Systems, WEISSWANGE 4 erinnert an andere St6rungen des vegetativen Systems, z. B. an den hypoglyklimischen Shock, DIETER 5 und Hu~ ~ erkl~ren den R6ntgenkater als Strahlenwirkung auf das vegetative Nervensystem mit Steigerung des Vagustonus bzw. Herabsetzung des Sympathicotonus.

N e b e n diesen r e l a d v h~iufigen Al lgemeinersche inungen des sog. 1R6ntgenkaters, die me i s t der P r o p h y l a x e und Therap ie gu t zug~inglich sind, s t e h t die Sch&digung des Gewebes ins- besondere des h~imopoetischen Gewebes, die in schweren F~illen zum Bilde der bedroh l ichen Bes t rah lungs leukopen ie fi ihrt . Die Reihenfolge der S t r ah lenempf ind l i chke i t des K6r- pe rgewebes s te l l t sich nach OBERDAHLHOFF und EWALD 7 in abfa l lender Reihenfolge fo lgendermaBen dar :

I. H~imatopoet isches Gewebe, 2. Ke imgewebe , 3. Schleim- h a u t und Drfisen, einschliel31ich Haarpapi l len , 4. ~iul3ere I -hut , 5- Lunge und Niere, 6. Leber , Pankreas und Schilddrfise, 7. Bindegewebe , Muskel und t (nochen, 8. N e r ven und Gan- glienzellen.

Die sch~idigende'Dosis, bei e inmal iger H e r d b e s t r a h l u n g in r ausgedrf ickt , is t be im h~imatopoet ischen Sy s t em schon sehr gering, sie l iegt bei 60 bis IOO r, bei den fo lgenden Gruppen wenig hSher . LANGGENDORF und PAPPERITZ s f anden bei G an zb es t r ah l u n g en yon weil3en M~iusen mi t e inmal iger Dosis yon 400 r bere i t s nach kurzer Zei t Ver~inderungen an s~imt- l ichen b lu tb i l denden Zel l formen im I~nochenmark . Beim Ver- gleich der Ver~inderungen des K n o c h e n m a r k s m i t denen des Blutes war dabei im ] e t z t e r e n eine abgeschw~ichte F o r m der !~eakt ionsphase des IZnochenmarks zu e rkennen . N a c h Yersuchen yon GRE~ORI 9 bei I 4 n o c h e n m a r k s b e s t r a h l u n g e n an Meer schwe inchen e rg ib t sich nach einer Bes t r ah lung m i t 2000 r, bei e iner F h d yon 20 cm nach 4 Tagen eine Ver - ~inderung der Regenerat ionsf~ihigkei t des be s t r ah l t en Knochen -