studien über den d-glutaminsäure-stoffwechsel von tumoren. iii. injektionsversuche mit der dl-, l-...

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69 (1950) RECUEIL 841 - 576.343 : 616.006 : 54'7.466.64.02 STUDIEN UBER DEN D-GLUTAMINSAURE-S'I'OFF- WECHSEL VON TUMOREN. 111. Injektionsversuche mit der DL-, L- und D- Form von Deuterioglutamar. 16. Mitteilung iiber die Chemie der Tumoren 1) VON F. KOGL, H. ERXLEBEN, A. J. KLEIN?) und G. J. VAN VEERSEN (Organisch-chemisches LaboTatorium der Rijksuniversiteit Utrecht) . Ratten rnit Benzpyren-Tumoren erhielten wahrend 4 Tagen subcutane Injektionen von Deuterio-DL-glutaminsaure in Form wasseriger Esungen des Mono-natriumsalzes.Wie bei den in der vorhergehenden Mitteilung be- schriebenen Futterungsversuchen zeigte sich auch hier, dass der Deuterium- gehalt des D-Glutaminsaure-Bausteins jenen der L-Form wesentlich ubertraf. In weiteren Versuchsserien wurden die Antipoden getrennt injiziert. Wahrend die Injektion der D-Form zu einem gleichsinnigen Resultat fuhrte, war die nach Injektion der deuterierten L-Form aus dem Tumor isolierte D&lUtamin- saure praktisch deuteriumfrei. Die vorliegende Arbeit enthalt nahere Angaben iiber Versuche die wahrend der Kriegsjahre ausgefiihrt worden sind und uber die bisher nur in einer Dissertation 2) und in Vortragen 3) 4) kurz be- richtet worden ist. Nachdem Fiitterungsversuche mit deuterierter DL-Glutaminsaure gezeigt hatten, dass die D-Form in bemerkenswertem Masse in die Tumorproteine eingebaut wird, war im Prinzip die Moglichkeit ge- geben, die Biosynthese des stereochemisch abweichenden Bausteins durch Fiitterung von anderen deuterierten Verbindungen zu studieren, die als eventuelle Vorstufen oder Zwischenprodukte in Betracht kamen. Der praktischen Verwirklichung dieses Gedankens stand allerdings entgegen. dass die betreffenden Verbindungen im Stoff- - 1) 15. Mitt.: Rec. trav. chim. 69, 834 (1950). *) Vgl. Dissertation A. 1. Klein, Utrecht. 20. April 1942. s) F. Kogl, Verslag. Koninkl, Nederland. Akad. Wetensch. 52, 546 (1943). 4) F. Kogl, Experientia 5, 173 (1949).

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69 (1950) RECUEIL 841 -

576.343 : 616.006 : 54'7.466.64.02

STUDIEN UBER DEN D-GLUTAMINSAURE-S'I'OFF- WECHSEL VON TUMOREN. 111.

Injektionsversuche mit der DL-, L- und D- Form von Deuterioglutamar.

16. Mitteilung iiber die Chemie der Tumoren 1)

VON

F. KOGL, H. ERXLEBEN, A. J . KLEIN?) und G. J. V A N VEERSEN

(Organisch-chemisches LaboTatorium der Rijksuniversiteit Utrecht) .

Ratten rnit Benzpyren-Tumoren erhielten wahrend 4 Tagen subcutane Injektionen von Deuterio-DL-glutaminsaure in Form wasseriger Esungen des Mono-natriumsalzes.Wie bei den in der vorhergehenden Mitteilung be- schriebenen Futterungsversuchen zeigte sich auch hier, dass der Deuterium- gehalt des D-Glutaminsaure-Bausteins jenen der L-Form wesentlich ubertraf. In weiteren Versuchsserien wurden die Antipoden getrennt injiziert. Wahrend die Injektion der D-Form zu einem gleichsinnigen Resultat fuhrte, war die nach Injektion der deuterierten L-Form aus dem Tumor isolierte D&lUtamin- saure praktisch deuteriumfrei.

Die vorliegende Arbeit enthalt nahere Angaben iiber Versuche die wahrend der Kriegsjahre ausgefiihrt worden sind und uber die bisher nur in einer Dissertation 2 ) und in Vortragen 3 ) 4 ) kurz be- richtet worden ist.

Nachdem Fiitterungsversuche mit deuterierter DL-Glutaminsaure gezeigt hatten, dass die D-Form in bemerkenswertem Masse in die Tumorproteine eingebaut wird, war im Prinzip die Moglichkeit ge- geben, die Biosynthese des stereochemisch abweichenden Bausteins durch Fiitterung von anderen deuterierten Verbindungen zu studieren, die als eventuelle Vorstufen oder Zwischenprodukte in Betracht kamen. Der praktischen Verwirklichung dieses Gedankens stand allerdings entgegen. dass die betreffenden Verbindungen im Stoff-

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1) 15. Mitt.: Rec. trav. chim. 69, 834 (1950). *) Vgl. Dissertation A. 1. Klein, Utrecht. 20. April 1942. s) F. Kogl , Verslag. Koninkl, Nederland. Akad. Wetensch. 52, 546 (1943). 4 ) F. Kogl, Experientia 5, 173 (1949).

842 F . Kogl. H . Erxleben, A. J. Klein und G. J. van Veersen,

wechsel eventuell grosstenteils auf anderen Wegen verbraucht werden konnten; falls die Biosynthese iiber mehrere Zwischenstufen verlief, war dann kaum mehr zu erwarten, dass im D-Glutaminsaure-Baustein der Tumorproteine eine deutlich erhohte Deuteriumkonzentration fest- stellbar sein wurde. Ein aussichtsvoller W e g zur Erzielung eines optimalen Effekts schien uns darin zu bestehen, dass die markierte Substanz - zunachst also das Natriumsalz der deuterierten Glutamin- saure - unter Umgehung des Magen-Darmkanals, in der Nahe des Tumors subcutan injiziert wurde.

Natiirlich war auch bei Injektionsversuchen damit zu rechnen, dass nur ein Bruchteil der markierten Substanz die Tumorzellen erreicht; die Dosis durfte daher keinesfalls zu klein gewahlt werden. Nach einer globalen Berechnung enthalt ein 40 g schwerer Benzpyren- Tumor der Ratte etwa 100 mg D-Glutaminsaure im Eiweissverband. W i r nahmen das Doppelte dieser Menge (bzw. 400 mg DL-Form) als Tagesdosis, die in zwei Halften (mit einem Abstand von 9 bzw. 15 Stunden) gegeben wurde; der einzelne Versuch dauerte 4 Tage, sodass jede Ratte insgesamt 1.6 g deuterierte DL-Glutaminsaure erhielt. Wurde das Natriumsalz in isotonischer Losung verabreicht, SO

mussten sehr grosse Flussigkeitsmengen injiziert werden. In Vor- versuchen mit dem Natriumsalz der ,,leichten” DL-Glutaminsaure haben wir uns davon uberzeugt, dass die Injektion einer hypertonischen Losung (400 mg DL-Saure nach Neutralisation in 3 crn3 Fliissigkeit) ohne Reaktion vertragen wird, sodass wir diese Konzentration auch bei der deuterierten Saure beibehielten. Die Tiere wurden einen halben Tag nach der letzten Injektion - also genau 96 Stunden nach der ersten Injektion - getotet. Den Gewebebrei haben wir nach der in unserem Laboratorium iiblichen Arbeitsweise rnit 0.9-proz. Kochsalz- Iosung extrahiert und die unlosliche Fraktion sowie die Alkoholfallung durch sorgfaltiges Auswaschen von niedrigmolekularen Bestandteilen befreit, wobei der negative Ausfall der C1’-Reaktion eine gut? Kon- trolle ist.

1. Versuchsserie: Injektion des Natriurnsalzes von Deuterio. DL- gf utaminsaure.

Z u r Verwendung kamen 6 Ratten mit walnuss- bis mandaringrossen Benzpyren-Tumoren. Die 9 Monate alten Tiere waren 5 Monate vorher mit 0.5 cm3 einer I-proz. Losung von Benzpyren in Olivenol injiziert. Die Ratten erhielten wahrend des Versuchs das gewohnliche Stall- [utter ( 3 Teile Mais, 2 Teile Weizen, 1 Teil Hafer) und ,Trinkwasser ad libitum. Die Injektion des Natriumsalzes der nach der Knoopschen

Sfudien uber den D-Glutaminsaure-Sfoffruechsel efc. 111. 69 ( 1950) RECUEIL 843 -.___

Reaktion dargestellten Deuterio-DL-glutaminsaure ( Deuteriumgehalt der freien Saure 4.6 Atom-%) erfolgte in der oben beschriebenen Weise. Die Behandlung wurde gut vertragen; das Gesamtgewicht der 6 Ratten war zu Beginn und nach Ablauf der 4 Tage 1650 g. Die Tumoren wurden nach Moglichkeit von nekrotischem Gewebe befreit. Als Vergleichsorgan wurden die Lebern untersucht.

Tumoren: 224 g Gewebebrei; 14 g Trockenproteine Lebern : 51 g ,, ; 8 g

a ) Untersuchung der Turnorproteine. Das Trockenmaterial wurde 7 Stunden hydrolysiert; die iibliche

Aufarbeitung Iieferte 1.004 g eines Kristallisats von GS . HCI von [ r JD = +24.9", entsprechend einem Gehalt von 10.7 "/o D-Form. Die bei der fraktionierten Kristallisation erhaltene L-Form gab nach ein- maligem Umkristallisieren 652 mg von [ # r J D = + 3 1 . 4 O .

1 ) L-Glufaminsaure. Mikroanalyse 5 ) :

C,H,O,N . HCl(183.5)

Deuteriumanalyse 8, : Fur die freie L-GS gef. 0.03 Atom-%.

ber. C 32.70, H 5.50, N 7.64. gef. C 33.00, H 5.44, N 7.86.

Die zweite Hydrochlorid-Fraktion lieferte nach einmaligem Um- kristallisieren 182 mg von [ r In = 0'.

2) DL-Ghtaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.96, H 5.48, N 7.89. Dcuferiumanalyse: Fur die freie DL-GS gef. 0.15 Afom-%.

Demnach betrug der Deuteriumgehalt der D-Glutaminsaure 0.27 Atom- %.

b ) Untersuchung der Leberproteine. Die analoge Aufarheitung der Leberproteine fuhrte zu 995 mg Roh-

kristallisat, aus dem nach 2-maligem Umkristallisieren 739 mg L-GS . HCI von [ X I , , = -t31.4" erhalten wurden.

L-Glutaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.63, H 5.42, N 7.82. Deuferiumanalyse: Fur die freie L-GS gef. 0.03 Atom-%.

5 ) Die Elementaranalysen wurden von Herrn P. 1. Hubers, Organ~scli-chern. Lab.

6 ) Die Deuteriumanalysen wurden nach der Fallmethode in Duplobestimmungen der Gem. Univ. Amsterdam, ausgefiihrt.

nusgefiihrt.

844 F. Kiigl, H . Erxleben, A. J. Klein und G. J. van Veersen.

2. Versuchsserie: Injektion des Natriumsalzes von Deuterio. DL- glutaminslure.

Der vorige Versuch wurde mit dem Natriumsalz einer DL-GlUtdmin- saure wiederholt, die einen Deuteriumgehalt von 5.8 Atom-% aufwies. Auch in diesem Fall kamen 5 Ratten mit Benzpyren-Tumoren zur Verwendung, die nach Alter und Grosse des Tumors dem vorigen Versuch entsprachen. Gewicht der Tiere vor Beginn 1230 g, nach den 4 Versuchstagen 1240 g.

Tumoren: 150 g Gewebebrei; 15 g Trockenproteine Lebern : 44 g ,, : 7 g

a ) Untersuchung der Turnorprofeine. Die ,Tumorproteine ergaben nach 7-stundiger Hydrolyse 1.527 g

eines einmal umkristallisierten Hydrochlorids mit einer spez. Drehung von [r ] , , = +26.2', entsprechend einem Gehalt von 8.7 % D-Form. Durch die iibliche Fraktionierung wurde die L-Form abgetrennt: nach 3-maligem Umkristallisieren erhielten wir 513 mg von ["ID = +31.3'.

1 ) L-Glutaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.62, H 5.58, N 7.78. Deuteriurnanalyse: Fur die freie L-GS gef.: 0.1 1 Atom-%.

Aus der Mutterlauge der L-Form kristallisierten 238 mg Hydro- chlorid, die nach einmaligern Umkristallisieren 204 mg DL-GS . HCl von [XI,, = Oo lieferten.

2 ) DL-Ghtarninsauie. Mikroanalyse: gef. C 32.77 H, 5.47, N 7.73. Deuteriurnanalyse: Fur die freie DL-GS gef.: 0.235 Atom-%.

Hieraus berechnet sich fur die D-Form ein Deuteriumgehalt von 0.36 Atom-%.

3) L-Asparaginsaure.

Die L-Asparaginsaure wurde auf die in der voranstehenden Arbeit beschriebene Weise aus dem Filtrat des Rohkristallisats von GS . HCI gewonnen. Es wurden 392 mg Rohprodukt isoliert, die nach 2-maligem Umkristallisieren 248 mg L-AS lieferten mit einer spez. Drehung von

= +25.4O (16.9 mg in 0.420 cms 3-n HCl, 1 dm, a = +1.02').

Mikroanalyse:

C,H,O,N(133.1):

Deuteriurnanalyse: gef. 0.17 Atoom-O/,.

ber. C 36.07. H 5.30, N 10.53. gef. C 36.22. H 5.57, N 10.60. .

Studien liber den o-GZufaminsaureSfo~offulechsel efc. I l l . 69 (1950) RECUEIL 845

b) Untersuchung der Leberproteine. Das Trockenmaterial lieferte nach 7-stiindiger Hydrolyse bei der

iiblichen Aufarbeitung 849 mg GS . HCl; nach 3-maligem Umkristal- lisieren 605 mg von [.ID = +31.3O.

1 ) L-Glutaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.70, H 5.59, N 7.78. Deuferiumanalyse: Fur die freie L-GS gef. 0.14 Afom-yo.

2) L-Asparaginsaure. Aus dem Filtrat des G S . HC1-Rohkristallisats wurd.en 257 mg

Rohkristallisat isoliert, die nach 2-maligem Umkristallisieren 185 mg L-AS von [“ID = +25.0° lieferten.

Mikroanafyse: Deuferiumanalyse: gef. 0.19 Atom-%.

gef. C 36.09. H 5.40, N 10.47.

3. Versuchsserie: Injektion von Deuterio-L-glutaminsawe; 20-stiindige Hydrolyse.

Aus Griinden, die bei der Diskussion der Versuchsergebnisse naher eriirtert werden, war es erwiinscht, ausser dem Verhalten der DL-Ver- bindung auch das der beiden Antipoden der deuterierten Glutamin- saure kennen zu lernen. Weiterhin sind wir zur 20-stiindigen Hydro- lyse iibergegangen, um die Spaltung der gesamten Proteine herbei- zufiihren 7).

Fur die Versuche dienten 5 Ratten mit Benzpyren-Tumoren. Das Gesamtgewicht der Tiere war zu Beginn 1080 g, nach den 4 Ver- suchstagen 1100 g. Die verwendete L-GS war durch fraktionierte Kristallisation 8 ) gewonnen; sie enthielt 4.6 Atom-% Deuterium. Die injizierte Lijsung enthielt in 3 cm3 das Natriumsalz von 200 mg L-GS. Im iibrigen entsprach die Ausfiihrung der bisherigen Arbeitsweise.

Tumoren: 160 g Gewebebrei; 20 g Trockenproteine Lebern : 40 g ,, ; 7 g

a ) Untersuchung der Tumorproteine. 15 g des Trockenmaterials lieferten nach der 20-stundigen Hydro-

lyse und der ublichen Aufarbeitung 1.603 g GS . HCl von [a],, = +25.3O, entsprechend einem Gehalt von 9.6 % D-Form. Die frak- tionierte Kristallisation ergab 1.302 g L-Form, nach zweimaligem Um- kristallisieren 960 mg von [rIn = +31,2O.

7, Vgl. unsere analytischen Erfahrungen, 2. physiol. Chem. 277, 275 (1943). 2. physiol. Chem. 277, 260 (1943).

846 F. Kogl, H. Erxleben, A. 1. Klein und G. J. van Veersen,

1 ) L-Glutaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.47, H 5.39, N 7.47. Deuteriumanalyse: Fur die freie L-GS gef.: 0.06 Atom-%.

Aus der Mutterlauge der L-Form erhielten wir 260 mg Hydro- chlorid, die nach einmaligem Urnkristallisieren 212 mg DL-GS . HCI von [aID = 0' lieferten.

2 ) DL-Ghtaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.68. H 5.43, N 7.74. Deuferiumanalyse: Fur die freie DL-GS gef.: 0.015 Afom-%.

Hieraus ergibt sich fur die D-Form ein Deuteriumgehalt von 4 . 0 3 ( f 0.03) Atom-%.

3) L-Asparaginsaure. Die aus dem Filtrat der GS . HC1-Fallung gewonnene AS (416 mg)

lieferte nach 2-maligem Urnkristallisieren 282 mg von [.ID = +24.7'. Mikroanalyse: Deuteriumanalyse: gef. 0.19 Aforn-%.

gef. C 36.09. H 5.49, N 10.68.

b ) Untersuchung der Leberproteine. Das Trockenmaterial ergab nach 20-stundiger Hydrolyse 693 mg

rohes Hydrochlorid, nach einmaligem Urnkristallisieren 471 mg L-GS. HCl von [XI,, = + 31.4'.

1 ) L-Glufaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.80. H 5.67, N 7.72. Deuteriumanalyse: Fur die freie L-GS gef. 0.06 Atom-%.

2) L-Asparaginsaure. Aus dem Filtrat von L-GS . HCl wurden 244 mg Rohprodukt isoliert,

die nach einmaligem Umkristallisieren 195 mg L-AS von [.In =

+ 25.4' ergaben. Mikroanalyse: Deuferiumanalyse: gef. 0.22 Atom-o/&

gef. C 36.17, H 5.32, N 10.57.

4. Versuchsserie: Injektion von Deuterio-D-glutaminsaure; 20-stundige Hydrolyse.

Die vcnvendete D-Glutaminsaure enthielt 4.4 Atom-%' Deuterium. Der ebenfalls mit 5 Benzpyren-Ratten ausgefuhrte Versuch entsprach in den Einzelheiten vollig der vorigen Serie. Gewicht der Tiere zu Beginn 1020 g, nach den 4 Versuchstagen 1030 g.

Tumoren: 140 g Gewehebrei; 14.5 g Trockenproteine Lebern : 35 g ,, ; 6.2 g

Sfudien fiber den D-Glufaminsaure-Sfoffwechsel efc. 111. 69 (1950) RECUEIL 847

a ) Untersuchung der Tumorproteine. Die nach 20-stundiger Hydrolyse vorgenommene Aufarbeitung

!ieferte 1.992 g GS . HCl von [ E ] ~ = +24.4', entsprechend einem Gehalt von 11.5 "/. D-Form. Die Fraktionierung lieferte nach ein- maligem Urnkristallisieren 1.389 g L-Form von [nID = + 31.3'.

1 ) L-Glutaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.78, H 5.47, N 7.58. Deuferiumanalyse: Fur die freie L-GS gef. 0.04 Atom-%.

Das Filtrat der L-Form lieferte nach Einengen und einmaligem

2) DL-Glutaminsaure.

Urnkristallisieren 351 mg DL-GS . HCl ( [ Z] = 0').

Mikroanalyse: gef. C 32.57, H 5.59, N 7.68. Deuferiurnanalyse: Fur die freie DL-GS gef.: 0.27 Atom-%.

Fur die freie D-GS berechnet sich hieraus ein Deuteriumgehalt

3) L-Asparaginsaure. Aus dem Filtrat von G S . HCl wurden 437 mg Rohkristallisat

isoliert, die nach 2-maligem Umkristallisieren 303 mg L-AS von [.ID = -t25.2' ergaben.

von 0.50 Atom-%.

Mikroanalyse: Deufcriumanalysc: gef. 0.05 Afom-%.

gef. C 36.07, H 5.51, N 10.65.

b ) Untersuchung der Leberproteine. Die Aufarbeitung lieferte hier 795 mg rohes Hydrochlorid, nach

zweimaligem Umkristallisieren 604 mg L-GS . HC1 von [ a ] 1 , = f31.2'.

1 ) L-Glutaminsaure. Mikroanalyse: gef. C 32.37, H 5.59, N 7.67. Deuferiumanalyse: Fur die freie L-GS gef. 0.01 Atom-%.

2) L-Asparaginsaure. Aus 302 mg Rohkristallisat wurden nach 2-maligem Urnkristal-

iisieren 189 mg L-AS von [x],, = +25.8" erhalten. Mikroanalyse: Deuteriumanalyse: gef. 0.10 Atom-%.

gef. C 36.07. H 5.39, N 10.49.

Diskussion. Zur besseren iibersicht sind die bei der Injektion der Natriumsalze

von deuterierten Glutaminsauren erhaltenen Ergebnisse in Tabelle I zusammengestellt.

848 F . Kogl, H . Erxleben, A. J. Klein und G. J. van Veersen, -

T a b e l l e I. Injektion von Natriumsalzen deuterierter Glutaminsauren in

Ratten mit Benzpyren-Tumoren (Versuchsdauer 4 Tagel

(Fehlergrenze bei D-Formen f 0.03 Atom-o/o)

dauer in Stdn.

Inj. Na-salz I von GS aus den Lebern

L-GS 1 L-AS L-GS i D-GS aus den Tumoren Nr. I

I I1

111 IV

1 Form

DL- DL- L- D- I

Atom -010

Deuterium

4.6 5.8 4.6 4.4

Atom-o,’o Deuterium der isolierten Hydrolyse- Aminosauren

L-AS

- 0.17 0.19 0.05

W i e bei den in der vorigen Mitteilung beschriebenen Fiitterupgs- versuchen ergab sich auch bei der Injektion des Natriumsalzes von Deuterio-DL-glutaminsaiare, das bernedkenswerte Resultat, dass der D-Glutaminsaure-Baustein der Tumorproteine durchwegs einen hohe- ren Deuteriumgehalt aufweist als der L-Baustein.

Wahrend bei den friiher beschriebenen Versuchen mit erhohtem D,O-Gehalt der Korperfliissigkeit der D-Glutaminsaure-Baustein erst in der 3. Versuchswoche das Deuterium-Niveau der L-Form erreichte, zeigt sich also bei der Fiitterung und der Injektion der Deuterio- DL-glutaminsaure umgekehrt ein rascher Deuterium-Einbau in der D-Form. Da dieser Effekt schon nach einer Versuchszeit von 4 Tagen (bzw. 5 Tagen beim 1. Futterungsversuch) auftrat, ware es offen- sichtlich unrichtig, aus den Trankversuchen mit schwerem Wasser den Schluss zu ziehen, dass die stereochemisch abweichenden Tumor- proteine in biologischer Hinsicht weniger aktiv seien bzw. nicht oder nur langsam sich erneuerndes Eiweiss darstellen wiirden. Natiirlich lasst es sich nicht ohne weiteres entscheiden, in welchem Masse neben der ,,stofflichen Verjiingung” auch die Neubildung von Proteinen durch Wachstum des Tumors eine Rolle spielt. Letzteres ist hier aber vermutlich nicht der dominierende Prozess, da bei den ziemlich grossen Tumoren, die wir fur die 4 bzw. 5 Tage wahrenden Experimente ver- wendeten, wahrend der Versuchszeit gewohnlich keine augenfallige Vergrbsserung wahrzunehmen war.

Ein Vergleich des durch Fiitterung und des durch Injektion der Deuterio-DL-glutaminsaure zu erzielenden Effekts sprach fur die Praxis der weiterhin auszufiihrenden Versuche eindeutig zu Gunsten der Injektionstechnik. Bei letzterer fanden wir nach 4 Tagen mit ins- gesamt 1.6 g DL-GS pro Ratte einen Deuteriumgehalt des D-Glutamin-

Sfudien iiber den D-Glutaminsaure-Stoffwechsel efc. 111. 69 (1950) RECUEIL 849

saure-Bausteins, der bei den Fiitterungsversuchen erst nach 15 Tagen mit einem Verbrauch von 6 g der deuterierten Aminosaure pro Ratte zu erzielen war. Bei der Kostbarkeit der isotopischen Verbindungen ist die Einsparung an Material natiirlich von grosser Bedeutung.

Wahrend bei den bisher besprochenen Versuchen durch Einverlei- bung der racemischen Glutaminsaure beide Antipoden in gleicher Konzentration in die Korperfliissigkeit gebracht wurden, haben wir in der 111, und IV. Versuchsserie dieser Arbeit die beiden Antipoden einzeln zur Anwendung gebracht. Theoretisch war es namlich denk- bar, dass die injizierte L-Form in der Tumorzelle unter dem Einfluss einer ,,Racemase” in deuterierte DL-GS umgesetzt und die so entstan- dene D-Komponente eingebaut wiirde, wahrend dann die urspriinglich

. einverleibte D-Form zur Ausscheidung kame. Noch hypothetischer ware die Annahme, dass durch ein unbekanntes Ferment eine Walden- sche Umkehrung der L-GS auftreten konnte. Diese Moglichkeiten sind durch die eindeutigen Ergebnisse der 3. und 4. Versuchsserie auszu- schliessen. Wahrend wir nach Injektion der deuterierten L-Form im D-Baustein der Tumorproteine kein Deuterium fanden, betragt der Deuteriumgehalt des D-Bausteins nach Injektion der ,,unnatiirlichen” Glutaminsaure das 12-fache von jenem des L-Bausteins. Hiernach steht es ausser Zweifel, dass die injizierte D-Glutaminsaure als solche in den Verband der Tumorproteine aufgenommen wurde. Der sehr vie1 geringere Einbau der deuterierten L-Form in ,Tumor und Leber ist verstandlich, wenn man beriicksichtigt, dass die isotopische Verbindung durch die L-Glutaminsaure der Nahrungsproteine sowie durch die im Gesamtorganismus mogliche Synthese dieser Aminosaure stark ,,ver- diinnt” wird; jedenfalls liegt das Verhaltnis von parenteral einver- leibter ,,schwerer” L-Glutaminsaure zur korpereigenen ,,leichten” Form weitgehend zu Gunsten der letzteren.

Der im Glutaminsaure-Baustein gefundene Deuteriumgehalt stellt natiirlich einen Durchschnittswert dar; je nach der biologischen Aktivitat werden manche Proteine eines Gewebes mehr, andere dagegen weniger an den zur Diskussion stehenden Prozessen teil- nehmen. Nach unseren analytischen Versuchen ist eine vollige ~

Spaltung der L-Proteine erst bei 20-stiindiger Hydrolyse gewahrleistet, wahrend die D-Glutaminsaure-Bausteine der diastereomeren Proteine schon nach 7-stundiger Hydrolyse freigelegt sind. Es war nun denk- bar, dass der erst durch langeres Kochen mit Saure zu spaltende Anteil der L-Proteine auch beim biologischen Einbau der markierten Amino- saure weniger aktiv sein wiirde. In diesem Falle war zu erwarten, dass der Unterschied im Deuteriumgehalt von L- und D-Glutaminsaure-

850 F. Kogl, H. Erxleben, A. 7. Klein und G. 1. van Veersen, Sfudien U.S.W. Ill.

Baustein durch die langere Hydrolyse noch ausgepragter zu Tage treten wurde. Wie die gefundenen Zahlenwerte zeigen, trat jedoch zwischen der 4. Versuchsserie und den beiden ersten kein wesentlicher Untetschied auf.

Fur die Unterstutzung, welche unsere Arbeiten durch die Rocke- feller-Foundation fanden, sprechen wir unseren verbindlichsten Dank aus.

(Eingegangen am 1. Dezember 1949).