This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag Zeitschrift für Naturforschung in cooperation with the Max Planck Society for the Advancement of Science under a Creative Commons Attribution4.0 International License.

Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschungin Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung derWissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender Lizenz veröffentlicht:Creative Commons Namensnennung 4.0 Lizenz.

Schwankungen in der relativen Häufigkeit bzw. Ver-schiebungen im Isotopenaustausch hervorbringen. Zu erwähnen sind Schwankungen in der Temperatur des W7assers, die das Gleichgewicht verschieben. Die Geschwindigkeit der Carbonatausfällung, z. B. in der sogenannten Schreibkreide, kann unter Umständen bewirken, daß das Gleichgewicht im Austausch der Isotopen nidit erreicht wird, was C r a i g 2 mit Recht erwähnt hat.

Die Schwankungen der 12C/1:iC-Werte im Kohlen-stoff der Pflanzenwelt sind von W i c k m a n " unter-sucht worden. Seiner Meinung nach steht die Anrei-cherung des leichten Isotopes in engem Zusammen-hang mit der Entwicklung eines lokalen Kreislaufes des Kohlendioxydes in dem System: Pflanzen—Boden (für Wasserpflanzen: Wasser) — lokale Luft — all-gemeine Atmosphäre. Von besonderem Interesse ist die relative Anreicherung des leichten Isotopes in

« W. N o d d a c k , J. Geology 56 [1948],

Pflanzen, die in stagnierendem Wasser wachsen. Das steht in guter Übereinstimmung mit den in dieser Untersuchung gewonnenen Resultaten.

Uber die Schwankungen im Isotopenverhältnis des tierischen Kohlenstoffes ist bisher fast nichts bekannt. Diese Schwankungen dürften aber mit der Nahrung der Tiere in Zusammenhang stehen, was W i c k -m a n mit Recht erwähnt hat.

Weitere Untersuchungen zur besseren Begründung der hier vorgelegten Theorie sind erforderlich. Ich habe eine ausgedehnte Untersuchung über die Ver-teilung der Isotopen im Ozeanwasser und Tiefsee-sedimenten begonnen, um zunächst Klarheit über die Gleichgewichtserscheinungen in dem Kreislauf des Kohlenstoffes zu erreichen. Die bisher gewonne-nen Resultate zeigen, daß wir immer mit einem Gleichgewicht im Haushalt des Kohlenstoffes rechnen müssen, worauf Walter N o d d a c k schon im Jahre 1937 aufmerksam gemacht hat s .

Papierelektrophoretische Untersuchungen

zur Einwirkung von Invertseifen auf Eiweißkörper*

V o n D I E T R I C H J E R C H E L u n d HANS SCHEURER **

Aus dem Organisch-chemischen Institut der Universität Mainz und dem Max-Planck-Institut für Medizinische Forschung, Institut für Chemie, Heidelberg

(Z. Naturforschg. 8 b. 541—547 [ 1953J; eingegangen am 7. Mai 1953)

Untersudit man Eiweiß/Invertseifen-Mischungen mit Hilfe der Papierelektrophorese, so werden Umladungen der Eiweißkörper sichtbar. Es kommt zur Ausbildung von nach der Kathode wandernden Zonen, die definierten Eiweiß/Invertseifen-Verbindungen zugeordnet werden. Durdi Dialyse, deren Verlauf papierelektrophoretisch kontrolliert wurde, sind solche Verbindungen wieder spaltbar. Man erhält neben der Invertseife denaturiertes Eiweiß zurück. Es wurden Trübung und Fällung von Eiweiß sowie Umladung und Ausbildung kathodischer Zonen in Abhängigkeit von der Konstitution der Invertseifen, des pfj-Wertes und der Art des Eiweißkörpers untersucht.

Synthetische oberflächenaktive Substanzen, von denen viele als Reinigungs- und Desinfektions-mittel im Gebrauch sind, reagieren mit Eiweißkör-pern. Durch eine Reihe von Arbeiten wurde Einblick in die Verhältnisse bei den anionaktiven Substanzen (echte Seifen, Dodecylsulfat und -sulfonat) gewon-nen1 . Entsprechende Untersuchungen mit kation-aktiven Substanzen, den Invertseifen, liegen in der

* Über Invertseifen XIII. Mitteilung; XII. Mitteilung: D. J e r c h e l u. J. K i m m i g , Chem. Ber. 83, 277 [1950]; auszugsweise vorgetragen bei der Südwestdeut-schen Dozententagung in Freiburg i. Br. am 9. Okt. 1952.

** Dissertation H. S c h e u r e r , Mainz 1953.

Literatur nur vereinzelt vor. Und gerade dieser Ver-bindungsklasse gehören eine Reihe von sehr wirk-samen Desinfektionsmitteln an, deren Wirkungs-weise durch Reaktion mit lebenswichtigen Proteinen und Proteiden erklärt wurde2. Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, die Einwirkung von Invertseifen auf verschiedene Eiweißkörper genauer zu unter-suchen. Insbesondere bedienten wir uns hierzu der in

1 s. dazu Zusammenfassung bei F. W. P u t n a m . Advances Protein Chem. 4, 79 [1948].

2 R. K u h n u. H.-J. B i e l i g , Ber. dtsch. chem. Ges. 73, 1080 [1940],

Invertseife PH 7 ' 0 p H 8,3 PHIO,O

1 :

Octyl-dimethyl-benzyl-ammoniumehlorid 0,6 a) 0,2 a) 0,3 a)

Dodecyl-dimethyl-benzyl- 0,1 a) 0,1 a) 0,05 a) ammoniumchlorid 0,3 b) 0,2 b) 0,2 b)

Octadecyl-dimethyl-benzvl-ammoniumdilorid 0,2 b) 0,2 b) 0,2 b)

Oleyl-dimethyl-benzyl- 0,05 a) 0,1 a) 0,1 a) amnioniumchlorid 0,1 b) 0,15b) 0,25 b)

Dodecyl-trimethyl- 0 0 0,9 a) ammoniumbromid 0 0 1,1 b)

Dodecyl-dibutvl-methyl- 0 0 0,4 a) methosulfat 0 0 1,1 b)

Dodecyl- 0 0 0,8 a) pyridiniumbromid 0 0 1,2 b)

Dodecyl-phenoxyäthvl-dimethyl- 0,1 a) 0,1 a) ammoniumbromid 0,15 b) 0,15b) 0,1 b)

Dodecyl-phenoxyäthoxyäthyl- 0,15 a) 0,1 a) 0,1 a) dimethyl-ammoniumbromid 0,55 b) 0,15b) 0,15b)

.V.N'-Didodecvl-AvY-tetra- — 0,2 a) 0,15 a) methyl-diarnmoniumdibromid — 0,3 b) 0,3 b)

Triäthvlamino-2.2.2-tris-[dodecyl-dimethyl-aminonium-chlorid]

0,05 a) 0,15 b)

0.1 a) 0,15b)

0,05 a) 0,3 b)

Tab. 1. Fällbarkeit von Serumalbumin (Rind) durch ver-schiedene Invertseifen. Gew.-Tie. Albumin : Gew.-Tie. In-vertseife. a) Trübung, b) Fällung (Konzentration der Lö-

sungen siehe Text).

diesem Zusammenhang noch nicht gebrauchten Pa-pierelektrophorese.

Mit Invertseifen lassen sich Eiweißkörper fällen Dabei spielt die Wasserstoffionenkonzentration, die Konstitution der Invertseife, die Natur des Eiweiß-körpers, das Gewichtsverhältnis von Invertseife zu Eiweiß, die Anwesenheit anorganischer Salze sowie die Temperatur eine Rolle. Um einen Überblick zu gewinnen, stellten wir zunächst für das in dieser Untersuchung am meisten gebrauchte Serumalbumin unter Verwendung verschiedener Invertseifen die-jenigen Mengenverhältnisse fest, unter denen bei be-stimmten pH-Werten und Zimmertemperatur Trü-bung und Flockung beobachtet werden können. Hier-zu wurde eine abgemessene Menge 1-proz. Albumin-lösung, die durch Versetzen mit der gleichen Menge an m/5-Pufferlösung auf bestimmte pn-Werte ge-bracht worden war, tropfenweise aus einer Bürette

:t K. H. S c h m i d t , Hoppe-Seyler's Z. phvsiol. Chem. 277, 117 [1943],

mit 5-proz. wäßriger Invertseifenlösung versetzt. Die dabei gefundenen Ergebnisse zeigt Tab. 1.

Trübungs- und Fällungskonzentrationen sind von der Konstitution der verwendeten Invertseife abhän-gig. Die von uns untersuchten rein aliphatisch sub-stituierten Ammoniumverbindungen sind im Gegen-satz zu den gemischt aliphatisch und aromatisch sub-stituierten Verbindungen nicht befähigt, bei PH 7,0 und 8,3 einen Effekt hervorzurufen. Auch bei pu 10,0 muß man bei Verwendung der erstgenannten Körper etwa gleiche Gewichtsteile Eiweiß und Invertseife zu-sammenbringen, um Trübung und Fällung zu er-halten. Im Gegensatz hierzu bedarf es bei den letzt-genannten Ammoniumverbindungen zur Erreichung des genannten Effektes nur etwa Vr> bis Vio dieser Invertseifenmenge. Das langkettige Pyridiniumsalz verhält sich unter diesen Versuchsbedingungen wie eine rein aliphatische Invertseife. Die von uns in die Untersuchung einbezogenen Verbindungen mit meh-reren Ammoniumgruppen entsprechen trotz rein ali-phatischen Substitutionen dem aliphatisch/aromati-schen Verbindungstyp.

Diese Versuche zeigen, daß für die Elektrophorese von Invertseifen/Albumin-Mischungen im mittleren pn-Bereich die rein aliphatischen Körper besonders gut geeignet sein werden, sind doch bei ihnen Fäl-schungen der Ergebnisse bei der Elektrophorese durch Ausfallungen nicht zu erwarten.

Wir verwendeten für unsere Untersuchungen die von Th. W i e l a n d 4 beschriebene Anordnung zur Pa-pierelektrophorese und verfuhren in folgenderWeise:

Zwischen zwei Glasplatten der Größe 17X12 cm wur-den zwei Hartgummirahmen eingelegt und mit ihnen ein Filtrierpapierstreifen von 29 cm Länge und 8 cm Breite eingeklemmt. Die Glasplatten müssen mit festen Klam-mern zusammengehalten werden, so daß sich der Mittel-teil des Streifens in einer dichtgeschlossenen Kammer be-findet. Die beiden herausragenden Streifenenden tauchen in Petrischalen ein, welche mit Pufferlösung gefüllt sind. Über zwei mit einer Elektrolytlösung bedeckte, in Glas-rohre eingekittete Tonstifte erfolgt die Verbindung zu den aus Kohle bestehenden Elektroden. An ihnen lag während unserer Versuche eine Spannung von 110 V. Die Spannung zwischen den beiden Petrischalen betrug bei Versuchsbeginn 70 V (Stromstärke 4,5—6,5 mA), fiel aber regelmäßig nach der Versuchszeit von 7 Stdn. auf 40—50 V (8—11 mA) ab. Als Papier kam Schlei-cher & Schüll Nr. 2043 b oder Whatman Nr. 1 zur Ver-wendung. Zur Elektrophorese wurden Invertseifen/Ei-weiß-Mischungen verwendet, deren Eiweißgehalt 1—2,5% betrug. Bei geringeren Konzentrationen ergaben sidi Schwierigkeiten bei der Auswertung der Pherogramme.

^ Th. W i e l a n d , Naturwiss. 35, 29 [1948]; s. dazu Zusammenfassung Angew. Chem. 60. 313 [1948],

bei höheren Konzentrationen erfolgte Verzerrung und Ineinanderlaufen der Banden.

Das zur Elektrophorese vorbereitete luvertseifen Eiweiß-gemisch wurde mittels einer Kapillarpipette möglichst als dünne Zone entlang einer vorher markierten Startlinie aufgetragen und im Luftstrom zur Trocknung gebracht. Sodann erfolgte Besprühen mit der Pufferlösung bis zu schwadier Anfeuchtung des Papiers und Einbringen in die Elektrophoresekammer. Erwartet man kathodische Wanderung, dann ist zur Ausnutzung der Rahmenbreite die Startlinie näher gegen die Anode zu legen. Die Folge einer solchen Maßnahme ist eine geringe Wanderung der Startzone nach der Mitte zu ohne den Einfluß des elektri-schen Stromes, die bei genauer Auswertung der Elektro-pherogramme berücksichtigt werden muß. Nach Beendi-gung der Elektrophorese und darauf folgender Trocknung des Streifens ließen sich entstandene Zonen in üblicher Weise durdi Anfärbung mit Azokarmin B sichtbar machen.

Die Papierelektrophorese von Albumin aus Rinder-serum, in verschiedenen Gewichtsverhältnissen ge-mischt mit der Invertseife Dodecyl-trimethyl-ammo-niumbromid, führte zu den in Abb. 1 zusammen-gestellten Ergebnissen.

Das verwandte reine Albumin5 allein ergibt eine scharf begrenzte Zone, die in Richtung zur Anode wandert. Die Zugabe von wenig Invertseife bringt noch keine wesentliche Änderung im Pherogramm. Dagegen wird nach Hinzufügen größerer Mengen eine fortschreitende Umladung deutlich, die in einer Verschiebung der Bande zur Kathode ihren Ausdruck findet. Schon bei 1 Tl. Albumin, gemischt mit 2 Tin. Invertseife, kann man die A u s b i l d u n g v o n ztvei B a n d e n beobachten, welche sich bei weite-rem Invertseifenzusatz mehr und mehr ausprägen und deren Lage in Bichtung zur Kathode fortschreitet.

Um die Entfernung von der Startlinie der beiden im Elektropherogramm beobachteten Zonen in Ab-hängigkeit von der Wasserstoffionenkonzentration kennenzulernen, wurde eine Reihe von Elektro-phoreseversuchen unter genau gleichbleibenden Be-dingungen bei versdiiedenem pn angestellt. Es er-gab sich, daß die Zonen im Bereich von pn 5,4 bis 9,8 bestehen bleiben und die Wanderungsgeschwindig-keit der weit in den Kathodenraum laufenden erst nahe dem isoelektrischen Punkt des Albumins merk-lich abnimmt.

Zu einem Einblick in die Verhältnisse beim Ent-stehen der zur Kathode sich verschiebenden Zonen führte die Beobachtung deren Ausbildung in Be-ziehung zur Wanderung der ungebundenen Invert-seife. Invertseifen bilden mit Ferrocyankalium nahe-

5 Wir danken den B e h r i n g - W e r k e n , Marburg, für die freundliche Überlassung von Albumin.

zu unlösliche Komplexverbindungen. Diese Tatsache ließ sich für den Nachweis dieser Verbindungen auf dem Papier ausnützen. Die Elektropherogramme von Invertseife/Albumin-Gemi sehen wurden nadi der Trocknung in eine 10-proz. Lösung von Kalium-ferroeyanid, der etwas HCl zugesetzt worden war, eingelegt. Hierbei entstand, fixiert auf dem Papier, der unlöslidie Komplex. Nach dem Auswaschen des

Albui

10: 1

4 : 1

2 : 1

1 :1

1 : 2

L : 4

1 : 10

1 : 20

Abb. 1. Papierelektrophorese von Albumin (Rind) / Dode-cyl-trimethyl-ammoniumbromid-Mischungen. 7 Stdn., 70 V Anfangsspannung, pH 8,3 (Boratpuffer m/10) Mischungs-

verhältnis: Gew.-Tle. Albumin : Gew.-Tle. Invertseife. Startlinie der Mischungen 1 : 2 bis 1 : 20 4 cm nahe dem

anodischen Rahmenrand.

übersdiüssigen Kaliumferrocyanids mit Wasser und dem Besprühen mit salzsaurer Eisenchloridlösung waren in den Bezirken, in denen sich Invertseife be-funden hatte, deutlich sichtbare blaue Farbzonen zu sehen. Es ließ sich so nur freie, nicht an Eiweiß ge-bundene Invertseife nachweisen. Dies gilt für Ei-weiß/Invertseife-Flecken bis zum Mischungsverhält-nis dieser beiden Komponenten von 4 : 1 . Mischt man gleiche Teile, dann ist eine schwache Blau-färbung auf dem Papier zu bemerken.

Abb. 2 gibt einen in folgender W7eise angestellten Versuch wieder: Ein Gemisch von Albumin und

Dodecyl-trimethyl-ammoniumbromid (1 : 10) wurde auf 4 Papierstreifen aufgetragen und diese Streifen der Elektrophorese unterworfen. Nach 1, 2, 4 und 8 Stdn. erfolgte bei je einem Streifen Abbruch der Elektrophorese, Nach Zerschneiden der Länge nach konnte auf einem Teil Eiweiß mit Azokarmin, im anderen Teil die Inv ertseife in der eben beschriebe-nen Weise sichtbar gemacht werden.

Die in dieser Abbildung wiedergegebene Gegen-überstellung zeigt deutlich, daß nicht die gesamte in der Mischung anwesende Invertseife in den beiden Eiweißzonen verbleibt, vielmehr ein großer Über-

nach 1 Stde.

nach 2 Stdn.

nach 4 Stdn.

nach 8 Stdn.

Abb. 2. Gegenüberstellung von Rinderalbumin-(a)- und Dodecyl-trimethyl-ammoniumbromid-(b)-Anfärbungen bei Papierelektropherogrammen nach verschieden langen Lauf-zeiten. 1 Tl. Eiweiß : 10 Tie. Invertseife. Anfangsspannung 70 V, pn 8,3 (Boratpuffer m/10). Startlinie 4 cm nahe dem

anodischen Rahmenrand.

Verwendung. Nach je 4 Stdn. Dialysedauer in einem Cellophanschlauch gegen dest. Wasser erfolgte Un-tersuchung der Mischung mit Hilfe der Papierelektro-phorese bei pH 8,3. Abb.3 zeigt die mit Hilfe der von W i e 1 a n d 4 angegebenen Methode der Retentions-analyse gewonnenen Auswertungskurven.

bei Dialyse-beginn

nach 4 Stdn.

nach 8 Stdn.

nach 12 Stdn.

nach 16 Stdn.

nach 20 Stdn.

nach 24 Stdn.

nach 28 Stdn.

Abb. 3. Elektrophoretische Verfolgung des Dialyseverlau-fes einer Rinderalbumin/Dodecyl-trimethyl-ammonium-bromid-Mischung (1 : 10). Entnahme nach 0, 4, 8, 12. 16, 20, 24 und 28 Stunden. Retentionsanalytische Aus-

wertung. 70 V Anfangsspannung. Pn 8.3 (Boratpuffer).

Schuß davon schneller zur Kathode hin wandert. Auf Grund der Untersuchungen erscheint der Schluß ge-rechtfertigt, daß es sich bei diesen beiden Zonen um das Vorliegen von Eiweißjlnvertseifen-Verbin-dungen handelt, die unabhängig von anwesender überschüssiger Invertseife unter gleichen Bedingun-gen immer wieder in gleicher Weise sichtbar werden.

Um etwas über die Bindungsfestigkeit der Invert-seifen/Eiweiß-Verbindungen aussagen zu können, wurden Dialyse-Versuche angestellt. Hierfür kamen Lösungen von 1 g Serumalbumin mit 10 g Dodecvl-trimethvl-ammoniumbromid in 100 ccm Wasser zur

An Hand dieser Pherogramme lassen sich folgende Feststellungen treffen: Schon nach 4 Stdn. tritt eine leichte Verschiebung der ersten Bande in Richtung zur Anode ein. Diese verstärkt sich in der darauf fol-genden Zeit und die Bande verschwindet. Im weite-ren Verlauf bleibt nur eine in Richtung der Anode wandernde Bande übrig. Nach 28 Stdn. verschwindet auch diese. Das anwesende Albumin fällt als unlös-licher Niederschlag im Dialysierschlauch aus. Weder Eiweiß noch Invertseife ließ sich zuletzt in der Lö-sung nachweisen. Die Pherogramme der 24. und 28. Stde. ähneln denjenigen von Albumin/Dodecyl-

trimethyl-ammoniumbromid der Mischungsverhält-nisse 2 : 1 oder 4 : 1 (s. Abb. 1). Das ausgefallene Eiweiß war durch erneute Zugabe von überschüssiger Invertseifenlösung nicht mehr in Lösung zu bringen. Aus der quantitativen Bestimmung der heraus-dialysierten Invertseife mit Hilfe einer Brom-Analyse — der eingesetzten Menge entsprechen 2,640 g Br, wiedergefunden wurden 2,597 g Br — läßt sich aus-sagen, daß der Eiweißniederschlag praktisch nichts mehr davon enthält. Die bei dem Dialyseversuch ein-gesetzte Menge an Eiweiß (1 g) konnte jedoch am Schluß des Versuches nicht mehr vollständig im un-löslichen Niederschlag wiedergefunden werden (1. Ver-such 0,61 g, 2. Versuch 0,68 g). Anscheinend ist der fehlende Teil durch die Invertseifeneinwirkung oder bei deren Entfernung gespalten worden und in niedrigmolekularer Form durch die Cellophanmem-bran abgewandert.

Aus diesen Befunden ergibt sich folgender Schluß: In den Invertseife/Eiweiß-Komplexen liegt keine ge-wöhnliche Salzbildung vor, wie sie nach P f a n n -k u c h und K a u s c h e 6 bei der Einwirkung von Invertseife auf Tabakmosaik - Virus angenommen werden kann. Die Invertseifenverbindungen dieses hochmolekularen nucleinsäurehaltigen Eiweißkörpers ergeben nach Dialyse infektiöses Virus zurück. Bei der Einwirkung von Invertseife auf Albumin treten demgegenüber tiefgreifende Veränderungen im Ei-weißgefüge auf, welche nach Entfernung der Invert-seife wie geschildert zu denaturiertem Albumin führt.

Um die allgemeine Gültigkeit der für Albumin auf-gefundenen Verhältnisse zu studieren, wurde eine Reihe weiterer Eiweißkörper in unsere Untersuchung einbezogen. Aus Abb. 4 sind die hauptsächlichsten Ergebnisse ersichtlich.

Die zwei erstaufgeführten Eiweißstoffe, Globine von Pferd und Rind, zeigen unter den gewählten Elektrophoresebedingungen keine Wanderung. Dies gilt in gleicher Weise für Ovalbumin, Insulin und Urease. Jedoch lassen sich alle diese Eiweißkörper unter Zusatz von überschüssiger Invertseife katio-nisch aktivieren. Es kommt auch hier zur A u s b i l -d u n g v o n B a n d e n , die in wechselnder Entfernung von der Startlinie deutlich zu erkennen sind. Das Phosphorproteid Casein verhält sich im elektrischen Feld ähnlich wie Albumin vom Rind. Es läßt sich auch in gleicher Weise umladen und ergibt zwei sich in Richtung zur Kathode verschiebende Banden.

6 G . P f a n n k u c h u. G. A. K a u s c h e , Biochem. Z. 312, 75 [1942],

Demgegenüber zeigt y-Globulin weder allein noch nach Zusatz der 10-fachen Gewichtsmenge an Invert-seife eine nennenswerte Wanderung.

Wie Tab. 1 zeigte, ist die Fällbarkeit von Rinder-albumin von der Konstitution der verwendeten Ammoniumverbindung abhängig. Bei Zusatz eines Überschusses an kationaktiver Verbindung läßt sich mit allen untersuchten Invertseifen ein entstandener Niederschlag in Lösung bringen. Um festzustellen, ob auch im Elektropherogramm eine Abhängigkeit zum

a) Globin (Pferd)

b)

a) Globin (Rind)

b)

a) Ovalbumin

b) a)

Insulin b) a)

Urease b) a)

Casein b)

a ) --Globulin b)

Abb. 4. Papierelektrophorese von Mischungen verschie-dener Eiweißkörper mit Dodecyl-trimethyl-ammonium-bromid. Anfangsspannung 70 V, 7 Stdn., pH 8,3 (Borat-puffer m/10). a) Eiweißkörper allein, b) Eiweiß/Invert-seife 1 : 10. Startlinie der Eiweißkörper in der Mitte der

Mischungen 4 cm nahe dem anodischen Rahmenrand.

Aufbau der Invertseife bemerkbar wird, wurden die in Abb. 5 zusammengestellten Versuche durchgeführt.

Die erhaltenen Pherogramme unterscheiden sich teilweise deutlich von den in Abb. 1 wiedergegebenen und unter Verwendung der aliphatischen Ammonium-Verbindung Dodecyl-trimethyl-ammoniumbromid er-haltenen. Octyl-dimethyl-benzyl-ammoniumchlorid ist noch nicht befähigt, eine nach der Kathode wandernde Invertseifen/Eiweiß-Verbindung zu bilden. Die ent-sprechende Dodecylverbindung kann dem Eiweiß schon die Fähigkeit verleihen, nach der Kathode zu wandern, es kommt mit ihr zur Ausbildung von einer kathodischen Zone. Das von uns geprüfte, aber in die Zusammenstellung nicht aufgenommene Octadecyl-dimethyl-benzyl-ammoniumchlorid zeigt Ähnlichkeit mit dem Dodecvlkörper. Die damit entstehende

• I

c)

Octyl-dimethyl-benzvlammoniumchlorid.

k Dodecyl-dimethyl-benzylaniinoniumthlorid.

® ü m h ) I I I 0

Dodecyl-dibutvl-methylammoniummethosulfal. \ .V'-Didodecyl-N, A7'-tetramethyl-äthylendiammoniuni-bromid.

v ' y u | Ii

I S c,

Phenoxyäthyl-dodecyl-dimethyl-ammoniumdibromid. Triäthylamino-2.2.2-tris-(dodecyl-dimethyl-ammonium-chlorid).

Abb. 5. Papierelektrophorese von Mischungen! verschiedener Invertseifen mit Rinderalbumin. Mischungsverhält-nisse Albumin/Invertseife. 1 Gew.-Tl. : 1 Gew.-Tl. (a), : 4 Gew.-Tle. (b), : 10 Gew.-Tle. (c). Anfangsspannung

70 V 7 Stdn.. Pn 8,3 (Boratpuffer m/10). Startlinie 4 cm nahe dem anodischen Rahmenrand.

b)

Dodecvl-pyridiniumbromid.

a)

b)

c)

Olevl-dimethvl-benzvlammoniumchlorid.

a)

b)

Eiweißverbindung unterscheidet sich nur durch ge-ringere kathodische Wanderungsgeschwindigkeit. Bei Dodecyl-methyl-dibutvl-ammoniummethosulfat sind zwei Zonen angedeutet bemerkbar, deren Entfer-nungen zur Startlinie denen der mit Dodecyl-tri-methyl-ammoniumbromid gewonnenen Zonen aber nicht entsprechen. Die Invertseife mit einem Phenoxy-äthylrest führt zur Ausbildung von einer kathodi-schen Bande. Dodecvl-pyridiniumbromid ist in seiner Wirkung auch hier bei der Elektrophorese den rein aliphatischen Ammoniumverbindungen am ähnlich-sten. Oleyl-dimethyl-benzyl-ammoniumchlorid führt wohl zur Umladung, es können aber keine definier-ten Zonen beobachtet werden. Dem diquartären N, N' - Didodecvl - N, N' - tetramethyläthvlen-diammo-niumdibromid kommt nur die Fähigkeit zu, das Albumin zu elektroneutralisieren. Die in unsere

Untersuchung einbezogene aliphatische triquartäre Invertseife kann wieder zwei Zonen erzeugen.

Wie orientierende Versuche zeigten, kommt man bei Verwendung von Phosphonium- und Arsonium-Verbindungen zu ähnlichen Ergebnissen. Auch hier sind es die rein aliphatischen Körper wie Dodecyl-triäthvl-phosphoniumjodid und Dodecyl-trimethyl-arsoniumjodid, welche dem Albumin einen stark ausgeprägten elektropositiven Charakter verleihen. Schwächer dagegen ist die Wirkung der teilaromati-schen Invertseifen Dodecyl-triphenyl-phosphonium-bromid und Dodecvl - dimethyl - benzyl - arsonium-chlorid.

Auch ein langkettiges Aminoxyd, das Dodecyl-dimethvl-aminoxyd dessen Ladungsverteilung for-

' D. J e r c h e l u. G. J u n g , Chem. Ber. 85, 1130 [1952],

mal derjenigen von Invertseifenmolekülen vergleich-bar ist und dessen Wirkung gegen Mikroorganismen sowie dem sonstigen Verhalten nach dem Dodecyl-trimethyl-ammoniumsalz entspricht, wurde in Mi-schung mit Albumin der Papierelektrophorese unter-worfen. Der Versuch zeigte nur Elektroneutralisie-rung, jedoch keine Umladung auf.

Die Ergebnisse der Papierelektrophorese über-schauend, ist zu sagen, daß alle untersuchten Invert-seifen die Fähigkeit besitzen, den Ladungszustand von Eiweißkörpern zu beeinflussen. Inwieweit eine Änderung des Ladungszustandes möglich ist, hängt vom Aufbau der Eiweißkörper ab. Im kationischen

Gebiet des Elektropherogramms kommt es vielfach zur Ausbildung bestimmter Zonen, die für das Vor-liegen von Eiweiß/Invertseifen-Verbindungen defi-nierter Zusammensetzung sprechen. Diese Eigen-schaft steht im Zusammenhang mit der Konstitution der Invertseife. Es bedarf genauerer Untersuchungen, um vielleicht exaktere Beziehungen zwischen Eiweiß-aufbau und Reaktivität gegenüber kationisch aktiven Seifen festlegen zu können.

Der C h e m i s c h e n F a b r i k R h e i n - C h e m i e , Mannheim, danken wir für die großzügige Unterstützung des einen von uns (H. Seh.) bei der Durchführung dieser Arbeit.

Untersuchungen am Virus der Variola-Vaccine

II. Mitt. Nachweis von Elementarkörperstadien mittels enzymatisch-elektronenoptischer Analyse*

V o n D I E T R I C H P E T E R S u n d THEODOR NASEMANN

Aus der Virusabteilung des Bernhard-Nocht-Institutes für Schiffs- und Tropenkrankheiten. Hamburg (Direktor: Prof. Dr. E. G. N a u c k )

(Z. Naturforschg. 8 b. 547—555 119531; eingegangen am 15. Januar 1953)

Erschöpfende Pepsinbehandlung an Vaccine-Elementarkörpern (Elk.), die von der Chorio-allantois des bebrüteten Hühnereies bzw. von der Kaninchencornea präpariert worden waren, führte zur Erkennung unterscheidbarer Abbaustadien. Neben morphologisch intakten wurden abgebaute Elk. mit Innenkörpern stark variierender Größe und Dichte und leere Elk.-Mem-branen beobachtet. Die meist zentral-, gelegentlich aber audi randständigen Innenkörper zeig-ten neben der bekannten runden bzw. Quadergestalt auch Ring-, Nieren- und Doppelformen. Die morphologische Vielfalt wird als Ausdruck der Existenz von Elk .-Stadien gedeutet. Gleiche Beobaditungen wurden an anderen Viren der Pockengruppe (Neurovaccine, Geflügelpocken, Ektromelie, Kaninchenmyxom und Molluscum contagiosum) gemacht.

Auszählungen an einer großen Zahl von Elk. zeigten, daß nach einer 2—3-tägigen Infektion die abbaubaren Stadien überwiegen und daß die relative Zunahme von Abbaustadien im über-lebenden Gewebe einem Alterungsprozeß entspricht. Formaldehvd-Fixierung und auch trok-kene Hitze (105—150°) erhöhen in zunehmendem Maße die Zahl nicht abbaubarer Elk.

Nachdem bereits G r e e n , A n d e r s o n und S m a d e 11 elektronenoptisch eine durch höhere Dichte gekennzeichnete Innenstruktur in den Ele-mentarkörpern (Elk.) des Vaccine-Virus beobachtet hatten, gelang es D a w s o n und M c F a r l a n e 2

auf enzymatischem Wege, insgesamt drei morpho-logisch differenzierbare Anteile des Elk. darzustellen: eine pepsinresistente Membran, ein durch Pepsin herauslösbares Cytoplasma und einen pepsinresi-

1 R. H. G r e e n , T. F. A n d e r s o n u. J. E. S m a -d e l , J. exp. Medicine 75, 651 [1942]; J. E. S r a a d e l , T. F. A n d e r s o n u. R. H. G r e e n ; Proc. Soc. exp. Biol. Med. 49, 686 [1942].

2 I. M. D a w s o n u. A. S. M c F a r l a n e , Nature [London] 161, 464 [1948],

stenten, desoxy-ribonucleinsäure-haltigen Kern. Diese Untersuchungen waren die morphologische Bestäti-gung vorausgegangener chemischer Befunde von H o a g l a n d u. a.3. Letztere hatten erkannt, daß der Desoxy-ribonucleinsäure-Gehalt der Elk. durch Pepsinhydrolyse nicht vermindert wird. L e p i n e u. a.4 machten entsprechende elektronenoptische Be-obachtungen am Virus der Geflügelpocken; B a n g

* Auszugsweise vorgetragen auf der 4. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie. Tübingen, 6.—8. Juni 1952 (Physikal. Verh. 3, 117 [1952]: Angew. Chem. 64, 562 [1952]).

3 C. L. H o a g l a n d , G. I. L a v i n , J. E. S m a -d e l u. T . M . R i v e r s , J. exp. Medicine 72, 139 [1940].

4 P. L e p i n e , P. A t h a n a s i u u. O. C r o i s s a n t , C. R. hebd. Seances Acad. Sei. 228. 1068 [1949],