messung und differenzierung katalytischer wasserstoffwellen bei der polarographie von sulfhydryl-...

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1961 201 Organisch-Chemisches Ins~itut der TechnischenHochschule und I. Medizinische Klinik der Universi~i~t Mfinchen Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie yon Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen Von WALTHER LAMPRECH% SIGMUNDUR GUDBJARNASON und HUBERT l~ATZLMEIER Mi~5 Textabbfidungen (Eingegangen am 14. November 1960) Metallkationen werden bekanntlich bei der Polarographie durch Messung der DiffusionsstrSme und der ttalbs~ufenpotentiale einer Analyse zugi~nglieh. Ganz anders liegen die Verh~lbnisse, wenn man Verbindungen wie Cystin, EiweiBkSrper, Alkaloide oder bestimmte Farbstoffe polaro- graphier~. Wie yon ItEYROVSK~,ZVMANoder BRDIC]~_4.2,3, 9,10 heute noch angenommen wird, sollen solche Stoffe depolarisierend durch Iterab- setzung der Wasserstofffiberspannung, d.h. durch Erleichterung der Wasserstoffentwieklung aus der LSsung an der Quecksilbertropfelektrode wirken. Die ka~alytisehe Wirkung wird aussehliel31ieh den Sulfhydryi- Gruppen in diesen Verbindungen zugeschrieben. Der katalytische Effekt tritt allerdings nur dann in Erseheinung, wenn die 10olarographische Messung in Anwesenheit yon Co~+-Ionen durchgefiihrt wird. Polarographiert man schwefelhaltige niedrigmolekulare Verbindun- gen oder Proteine zuerst in ammoniakalisch gepufferter L6sung und dann naeh Zusatz yon Co~§ so /~nder~ sich der Verlauf der S~rom- spannungskurve grunds/~tzlich. I)er polarographische Kurvenverlauf zeichne~ in diesem Fall sogenannte ,,kataly~ische Wasserstoffwellen" auf. Abb. 1 zeigt das Polarogramm einer am~.,oniakalisch gepuffer~en Kobaltsalzl6sung, die bei allen Messungen als Grundelektrolyt- und Katalysatorl6sung diente. ])as Maximum bei --1,45 V ist die Kobalt(II)- Reduktionss~ufe17. Deren Lage kann je nach Zusatz katalytisch wirk- samer Substanzen bis --1,3 V verschoben sein, dabei (in den meisten F/~llen) stark gesenk~ oder (mi~ wenigen Ausnahmen) erhSht erscheinen. Wir fanden s,l~, dab man bei der Polarographie katalytisch wirksamer Verbindungen in ammoniakaliseh gepufferter KobaltsalzlSsung zwischen 3 charakteristischen Kurvenbildern zu un~erscheiden hat, die wir wie folgt definieren :

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Page 1: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

1961 201

Organisch-Chemisches Ins~itut der Technischen Hochschule und I. Medizinische Klinik der Universi~i~t Mfinchen

Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie

yon Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen Von

WALTHER LAMPRECH% SIGMUNDUR GUDBJARNASON und HUBERT l~ATZLMEIER

Mi~ 5 Textabbfidungen

(Eingegangen am 14. November 1960)

Metallkationen werden bekanntlich bei der Polarographie durch Messung der DiffusionsstrSme und der ttalbs~ufenpotentiale einer Analyse zugi~nglieh. Ganz anders liegen die Verh~lbnisse, wenn man Verbindungen wie Cystin, EiweiBkSrper, Alkaloide oder bestimmte Farbstoffe polaro- graphier~. Wie yon ItEYROVSK~, ZVMAN oder BRDIC]~_4.2,3, 9,10 heute noch angenommen wird, sollen solche Stoffe depolarisierend durch Iterab- setzung der Wasserstofffiberspannung, d.h. durch Erleichterung der Wasserstoffentwieklung aus der LSsung an der Quecksilbertropfelektrode wirken. Die ka~alytisehe Wirkung wird aussehliel31ieh den Sulfhydryi- Gruppen in diesen Verbindungen zugeschrieben.

Der katalytische Effekt tritt allerdings nur dann in Erseheinung, wenn die 10olarographische Messung in Anwesenheit yon Co~+-Ionen durchgefiihrt wird.

Polarographiert man schwefelhaltige niedrigmolekulare Verbindun- gen oder Proteine zuerst in ammoniakalisch gepufferter L6sung und dann naeh Zusatz yon Co~§ so /~nder~ sich der Verlauf der S~rom- spannungskurve grunds/~tzlich. I)er polarographische Kurvenverlauf zeichne~ in diesem Fall sogenannte ,,kataly~ische Wasserstoffwellen" auf.

Abb. 1 zeigt das Polarogramm einer am~.,oniakalisch gepuffer~en Kobaltsalzl6sung, die bei allen Messungen als Grundelektrolyt- und Katalysatorl6sung diente. ])as Maximum bei --1,45 V ist die Kobalt(II)- Reduktionss~ufe 17. Deren Lage kann je nach Zusatz katalytisch wirk- samer Substanzen bis --1,3 V verschoben sein, dabei (in den meisten F/~llen) stark gesenk~ oder (mi~ wenigen Ausnahmen ) erhSht erscheinen.

Wir fanden s,l~, dab man bei der Polarographie katalytisch wirksamer Verbindungen in ammoniakaliseh gepufferter KobaltsalzlSsung zwischen 3 charakteristischen Kurvenbildern zu un~erscheiden hat, die wir wie folgt definieren :

Page 2: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

202 W. LAMPRECttT, S. GUDBJAtCNASOK und H. KATZL~IEI]gl~ Bd. 181

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~) e igent l iche ,,katalytische Wassersto//wellen", b) ,,katalytische Wassersto//stu/en" oder , ,SN-S tu fen" u n d c) ,,katalytische Wassersto/]- kurven" oder sogenannte , ,S-Anstiege". J e d e m charak te r i s t i seh aus- gepr~gtem K u r v e n z u g i s t jeweils eine defmier te Molekt i lgruppierung zugeordnet .

Unsere Ergebnisse stehen auch im W i d e r s p r u e h zu allen bisher mi t - ge te i l ten Theor ien i iber die e lek t rochemischen Mechanismen bei der

Po la rograph ie k a t a l y t i s c h wi rksamer Ver- b indungen, weft grundsi~tzlich d a v o n aus-

Co~§ gegangen wird, die t I e r a b s e t z u n g der Wasse r s to f f ionen-Reduk t ion in ammonia - ka l i sch gepuffer ter Koba l t sa l z lSsung sei

_ ausnahmslos an Su l fhydry l - oder NH~- Gruppen gebunden .

Methodik Die Messungen wurden mit einem auto-

matisch registrierenden Polarographen der Fa. Radiometer, Kopenhagen, Modell PO 4, durch- gefiihrt*.

Liisungen. I m Puller, plt 9,85. Zu 17,81 g NH~C1, ge16st in Wasser, werden 47,2 m125~ Ammoni~k gegeben und ~uf 1 1 aufgefiillt (p~- Kontrolle mit Gl~se]ektrode). 0,048 m Kobalt- salz~6sung, i,i4 g CoCl~ �9 6 ~0 i~ iO0 ml W~sser (die Endmol~ritat an CoCI z in der Elek~rolyt-

A l lSsung betr~gt 9,6.10 -4 m). ' ] ~ ~ 'V ' MeBvorgang. In das Elektrodengef~g (18 bis -7,5 %0 2Oral Volumen) werden (14 ,7 - -x )ml Puffer

Abb.1. Co~+/Co % pipettiert und etwa 5 rain mit reinem, sauer- Reduktionsstufe, Polarogramm der stofffreiem Stickstoff begast. Dabei wird im

Grundelektrolyfl6sung Eisbad auf I - -2 ~ C abgekiihlt. Dann gibt man 0,3 ml KobaltsalzlSsung zu, hier~uf x ml Probe-

15sung (0,0I--0,75 ml); mit Stickstoff wir4 w~hrend des gesamten MeBvorganges begas~, dabei die LSsungen gu~ vermischt. -- Start2~unkt. Far alle Messungen --0,9 V.

Einstellnng des Ger~ites (Radiometer, Modell PO 4). Fiir s~mt]iehe Messungen gleichbleibend; spezieHe ~mderungen in der Sensitivity sind in der Abbfldungs- unterschrift besonders vermerkt.

Ctm-ent Sensitivity: 50 #A tiber die SkMenbreiten van 10--100 Skaleneinheiten (22,5 cm auf dem Registriersgreifen), - - Damping: Stufe 7.

Condenser current und Diffusion current (grob und fein): s~mtliche Null- stellung ; Gesamtkompensation = 0.

A = 0,1 V/cm; B ---- 4 Cln/min; AB = 0,4 V/rain. ItShe des Quecksflberniveaus : 50,0 cm. Glascapiltare: Etvr 0,05 mm; Tropfgesehwincligkeit etwa i Tr./3 see.

* Lieferfirma: Kurt Hfllerkus, Krefe]d, Uerdinger StraBe 463.

Page 3: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

196i Wassers~offwellen bei der Polarographie einiger Schwefelverbindungen 203

Ergebnisse Katalytische Wassersto/]wellen

Cystein, der einfachste Vertreter einer SH-Aminos~ure, zeigt bei der polarographischen Messung die bekannte kataly~isehe Wasserstoffwelle (,,BrdiSka-l%eaktion"). Die Lage dieser Welle ist naeh unseren Messungen allerdings konzentrationsabhangig mit Maxima zwischen --1,75 und --1,80 V (Kurven la und lb, Abb.2).

Cystin liefert eine dem Cystein identisehe katalytisehe Welle (Kurve 2, Abb.2). Beim Potential --1,7 V ist naeh I-IEu l~ bereits das gesamte Cystin an der Oberflache der Tropfelektrode rednziert, so da6 ab --1,7 V eigentlieh nur Cystein katalytiseh wirksam wird.

l%eduziertes Glutathion (,,SIt-Glutathion") hat naeh Angaben der Literatur 5 eine dem Cystein ana]oge katalytische Wasserstoffwelle bei --1,8 V. Wir kSnnen dies nieht best~tigen. Wie sparer gezeigt wird, liefert SH-Glutathion eine ,,katalytisehe Wasserstoffkurve", einen Effekt auf die Herabsetzung der Wasserstoffionen-Reduktion, der verschieden von dem des Cysteins oder Cystins ist.

Dagegen zeigt oxydiertes Glutathion (,, S--S- Glutathion") wieder das Bild einer typischen Wasserstoffwelle bei --1,7 V (Kurve 3, Abb. 2). Dabei ist zu betonen, dab S--S-Glutathion im Vergleich zn Cystin noch in etwa 100faeh molarem UberschuB bedeutend weniger katalytiseh wirksam ist. Von Interesse war das Verhalten einiger Derivate des Cysteins : Penieill- amin hat die gleiehen katalytisehen Eigenschaften wie Cystein selbst (Kurve 6, Abb.2), der katalytisehe Effekt verliert sieh nach Benzylie- rung der SH-Gruppe; S-Benzyl-eystein 1~ oder S-Benzyl-penicillamin sind katalytiseh wirkungslos (Kurve 5, Abb. 2). Cystinylglyein weist nur mehr eiu sehwaehes Maximum bei --1,80 V auf (Kurve 6, Abb. 2).

Thioglykolsiiure und Dithiodiglykolsaure zeigen ausgepr~g~e kata- lytisehe Wellen mit Maxima bei --1,83 V (Kurven 7 und 8, Abb. 2). Der polarographische Kurvenverlauf entspricht aber nicht dem yon Cystein, da das Maximum weniger stark ausgepr~gt erseheint. In diesem Sinne bilden Thiomilehsaure (Kurve 9, Abb. 2) und Dithiomilchss (Kurve 10, Abb.2) ausgepragte Maxima bei --1,80 bzw. --1,83 V. Thioapfelsaure hat ebenfalls eine starke und eharakteristisehe katalytisehe Welle, abhangig yon der Konzentration in der Mel]16sung zwischen --1,76 nnd --1,79 V (Kurve 11, Abb. 2). Das Maximum der Thioapfels~urewelle ist im Vergleieh zur Cysteinwelle deshalb ausgepriigter, well das Minimum bei --1,91 V bzw. --1,93 V sehr tier zu liegen kommt. Die katalytisehe Welle yon Disulfidbernsteinsaure erseheint bei --1,82 V (Kurve 12, Abb. 2) der Eater yon Thioglykols~ure ist dagegen katalytiseh wirkungslos (Knrve 13, Abb. 2).

W/~hrend aliphatisehe Aldehyde und Ketone (wie Formaldehyd, Aeetaldehyd oder Aeeton) keine katalytisehe Wirksamkeit haben,

Page 4: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

204 W. LA~c~m, S. G~o~sA~Aso~ und f t . K A m z ~ Bd. 181

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liefern I-Iydroxy~ldehyde oder Hydroxyketono typische katalytische Wasserstoffwellen. Als Beispiele werden Glycerinaldehyd und Dihydroxy-

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Page 5: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

1961 Wasserstoffwellen bei der Polarographie einiger SchwefeIverbindungen 205

aceton gezeig& Daf3 die Glycerinaldehydwelle bei --1,72 V keine l~eduk- tionss~ufe 17 dars~ellt, zeigt die polarographische Messung des Aldehydes ohne Co~+-Zusatz (Kurven 14 und 15, Abb. 2). Die katalytische Welle des Aldehyds ist schmaler und spitzer als die Cys~einwelle, das folgende Minimum liegt r Dihy- droxyace~;on hat eine gut- ausgebiIdete Welle bei

- - 1,85 V (Kurve 16, Abb. 2 ). Wir nehmen deshalb an,

dal~ im Glycerinaldehyd neben den ttydroxylgrup- pen die Carbonylgruppe zur AuslSsungdeskatMytischen Effektes veran~wortlich zu machen ist; so ist Glycerin- saure katalytisch wirkungs- los. Ftir diese Armahme sprechen ferner die Ergeb- nisse mi~ 2,4-Dimercapto- pyrimidin. Die Verbindung zeigt, ahnlich wie Glycerin- aldehyd, bei --1,74 V eine spitze kataly~ische Welle (Kurve 17, Abb. 2). In die-

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Abb. 3. UV-Spektrogr~mm yon 2,4-Dimercaptopy~'imidin. Kurve 1 : 2 �9 10 - s m L6sung in 0,1 n Salzs~ure. Kurve 2: 2 �9 10-~m LSsung in 0,1 n ~-atronIauge. Kurve 3 : 2 - 10-~m

L6sung in NH~OH/NIt~C1-Puffer + Co:+-Ionen (Grunde[ektrolytlSsung) ~om p~ 9,85

sem Fall wi~re, neben den N-Atomen des Pyrimidins, der Thionylgruppe die ka~alytische Wirksamkeit zuzuschreiben. DaB beim p~ der Mel~lSsung (9,85) tatsi~chlich das 2,4-Dimercap~opyrimidin noch teilweise als Thio- ket~on vorlieg~, beweisen spektrophotometrische Messungen. In 0,1 n

Abb.2. Kataly~ische Wasserstoffwellen (Kurven 1--17), ka.talytische Wasserstoffstufen (Kurven 18--24) und katalytische Wassers~offkurven (Kurven 25--37). l a 0,1 ttl~][ol Cystein. l b 0,2/zlVfol Cys~ein. 2 0,t/AVfol Cystin. 3 l0 ~Hol oxydiertes Glu~athion. g 0,1 #M:ol Penicillamin. 5 i l~),fol S-Benzyl-peaicfllamin. 6 0 , t / ~ o I Cystinylglycin. 7 0,1/~Mol Tlfioglykols~ture. 8 0,2/~Mol Dithio- diglykols/i, ure. 9 0,5/xMol Thiomflchs~ure. 10 0,37 ~r Dithiomilchs~u~e. 11 0,5 ~dVIol Thioi~pfel- s/i, ure. 12 0~ DisuIfldbernsteins~ture. 13 l ~Mol Thioglykols~tre/~thylester. ld 20/~Mol DI~- G[yeerinaldehyd. 15 20 #IV[ol DL-Glycerinaldehy4 ohne Co~+-Zusatz bei prr9,85. 16 25 ~1~ol Di- hs'droxyaceton. 17 5 #1~[ol 2,4-Dimercaptopyrimidim 18a 75 ttMol Cysteamin 5 rain nach Zugabe und �9 lc~,sung i. d. Grundelektro]ytlSsung. 18b 75 t~Mol Cysteamin 15 rain nach Zugabe und 1VIessung i. d. Gr~mdelektrolytl(isung. 19 30/~NIol N-Acetylcysteamin. 20 50/~NIol ~,S-Diacetyleysteamin. 21 a 1 mg Coex~zym A. 21b 3 nag Coenzym A. 22 0,3 td~o] Cysteinylglycin. 23a 50/~[o l S-Acetylghlta~hion, gemessen sofor~ nach Z~gabe zur Grundelek~rolyt~bsung. 23b 50 ~1~oI S-Acetylg]u~a~hion, gemessen 30 rain nach Zugabe zttr GrundelektroiytlSsung. 2ga 0,1 tt:Kol Cystindime~ylester , gemessen sofor~ nach Zugabe zur GrundelektrolytlOsung. 2~b 0,1 g)/Iol Cystindimethylester, gemessen 45 rain nach Zugabe zar GrundelektrolytlOsung. 25 10 l~Mol ~eduzier~es Glutathion. 26 2,5 t t~ol reduziertes Gluthagion § 10 ~ o l oxydiertes Glu~athion. 27 3 #NIol Thioglyko L 28 2/~lViol 2,3-Dimercapto- propanol (,,BAL"). 29a 0 , 2 / ~ o l reduzier~e cr 29b 0,2/~d[ol oxydierte cr 30 50/d~o l J(thylmercapSan, 31 Etwa 2 0 / ~ o l Di'~thyldisuifid. 32 10 ~B~o[ fl-Thiopropions~iure. 33 3 ~:M~ol Dithiodihydracryls~ure. 3~ 0,5 t~Iol Cystamin~etraessigsgure. 35 3 td~ol Thiazolin (unsubstituiert). 36a 0,2/~Bs Cystein. 36b 0,2 t i r o l Cystein ~- 4/~Ylol p-Chlormercuribenzoat (PO~B). 37a 5 t t~ol reduziertes Glutathion. 37b 5/~Mol reduziertes Glutathion + 7 tthfo] p-Chlormercuribenzoat (PCM_B)

Page 6: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

206 W. L~WPREC]~T, S. Gg])]~5~NASON und It. KATZLMEIEI~ Bd. 181

Natronlaugc besitzt 2,4-])imercaptopyridin ein Extinktionsmaximum bei 268 nm, in 0,1 n Salzs~ure dagegen bei 280 nm. Das UV-Spektrum der gleichcn Substanzmenge im (bei der Po]arographie) verwendeten NH3/ NII4C1-Puffer (pH 9,85) zeigt ein I)oppelmaximum (Abb. 3). Dicser Ver- such zcig~ zuglcich, dab die Messung katalytischcr Wasserstoffwcllen clue brauchbare Methode zum S~udium yon Keto-Enol-Glcichgcwichtcn scin kann.

I(cine katalyiischen Effckte auf die Wasserstoffionen-Rcduktion haben -- ncben den berei~s erwahnten aliphatischen Aldehyden, I~etoncn oder Schiffschcn Basen -- alle bisher yon uns vermessenen a]iphatischen Fettsauren, ~- und ~-tIydroxyfettsauren odor Ke~osauren (wie Apfcl- saure, Welus~ure, Brenz~raubensaure, ttydroxybrenz~raubcnsgure, Milch- s~turc und andere), cbenso Thioester mit dcr Gruppicrung --C--OC~I-I 5.

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Katalytische Wassersto~stu/en S Bei der polarographischen Vermessung yon Thio~hanolamin w/~rc,

nach den heutigen Vors~cllungen fiber die Funktion katalytisch wirk- samer Verbindungen an der Quccksflber~ropfelektrode, das Auftrctcn einer katalytischen Wasscrstoffwelle zu erwarten. Analog dem Verhalten yon Cystelu sollte, nach der Theorie yon B~gI6K~ t, I-IEYt~OVSKY 10 oder JENSC~ n eben durch diese SIt- und NH2-Gruppcn der glciche Effek~ ausgelSs~ werdcn. En~gegen dieser Annahme haben wir festgestellt, dab Thioi~thanolamine und analoge Verbindungcn nicht in der Lage sind, auf die Hcrabsc~zung dcr Wasserstoffionen-Reduktionen wie Cystein zu wirken.

Abhi~ngig yon ihrcr Konsti tution t r i t t bei dieser Verbindungsklasse tin typisches und bisher hie bcschriebenes polarographisches Kurvenbild in Erschcinung, das die Form eluer Stufe besitzt. In Anlehnung an den Bcgriff ,,kataly~ische Wasscrs~offwelle" nennen wit diese Kurvenbilder ,,katalytische Wasscrstoffstufen" odor ,,katalytische SN-S~ufcn" (aus Griinden, die in dcr Diskussion dargeleg~ werden).

Cystcamin sclbst (Thioiithanolamin) hat cine relativ gcrluge, wenn iiberhaupt ka~aly~ische Wirksamkeit auf die Wasscrstoffiiberspannung. Im Polarogramm erscheint aber die crwi~hnte und die ffir diesen Ver- bindungstyp charak~eris~ische ,,ka~alytische Wasscrs~offstufe" bei --1,7 V (Kurve 18a, Abb.2). Wahrend des MeBvorganges farbt sich trotz Abwesenheit yon Sauerstoff die LSsung mit tier Zeit rotbraun [Kobal~(II)-amminkomplex], mi~ der Verticfung der Farbe s~eigt gleich- zeitig die ttShe der katalytischen Stufe an (Kurve 18b, Abb. 2).

Auch N-Acetylcysteamlu und N,S-Diacc~ylcystcamin licfern charak- teristischc katalytische Wasserstoffstufen bei --1,7 V (Kurven 19 und 20, Abb. 2). Ihre ttShe ist -- cbenso wie bei Cystes,mia -- konzentrations- abhangig und abhangig yon dcr Farbtiefe der LSsung; auch die ace-

Page 7: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

1961 Wassers~offwellen bei der Polarographie einiger Schwefelverbindungen 207

tylierten Derivate des Cysteamin verf~rben sieh beim Stehen ihrer LSsung in Kobalt(II)-ammoniakpuffer mit tier Zeit.

Reine Coenzym A-Pr/tparate zeigen wie Cysteamin katalytisehe Wasserstoffstufen bei --1,65 V (Kurven 21a und b, Abb.2), deren HShe wird mit der Zeit aber nieht ver/inder~.

W/ihrend Cysteinylglyein analog dem Cysteamin eine ka~aly~sehe S~ufe liefert, (Kurve 22, Abb. 2) ist S-Benzyleysteinylglycin ka~alytisch wirkungslos.

S-Acetylglutathion ist ka~alytiseh wirksam und liefert eine kataly- tisehe Stufe bei --1,7 V; infolge alkaliseher Hydrolyse bildet sich naeh einiger Zeit der fiir SH-Glutathion typische Kurvenverlauf aus (Kurve 23a und b, Abb.2).

Cystindimethylester zeigt ebenfalls bei tier polarographisehen Messung das Bild einer ka~alytischen Wasserstoffstufe (Kurve 24a, Abb. 2) ; naeh langerem Stehen in der ammoniakalisehen LSsung erscheint, mit tier Gesehwindigkeit tier Esterhydrolyse, die katalytisehe Wasserstoffwelle yon Cystin (Kurve 2db, Abb.2).

Katalytische Wassersto//kurven Naeh den Angaben der Literatur 5 soll reduziertes Glutathion (,,SH-

Glutathion") bei der polarographisehen NIessung in Co2+/Ammoniak- puffer eine dem Cysteia gleiche kataly~ische ~Vasserstoffwelle aufweisen. Mit Pr/iparaten verschiedensten Reinheitsgrades un4 versehiedenster Herkunft konnten wir nie das Auftreten derartig beschriebener ,,Cystein- wellen" am Tripeptid sehen. SH- Glutathion is~ wohl katalytise h wirksam, der Effekt auf die tterabsetzung der Wassers~offionen-Reduktion ist aber versehieden yon dem des Cysteins oder Cystins.

Reduziertes Gluta~hion liefert im Polarogramm ein Kurvenbild, welches man ,,steiler konvexer Kurvenans~ieg" nennen kSnn~e. Der ka~alyt~sehe Effek~ setzt beim Po~enbial --1,5 Vein (Kurve 2g, Abb.2). Form and HShe des ,,Kurvenanstieges" (/~A-Zahl) ist eharakterisgisch fiir SH-Glutathion, ist abet, wie nachfolgend gezeigg, nieht nur auf das Tripeptid besehr/inkt. Wird die jeweilige Konzentration an SII-Gluta- thion gegen die KurvenhShe bei --1,70 V aufgetragen, so erh/ilt man eine Eiehkurve zur Konzen~rationsbestjmmung 7.

Kiermit liegt also eine Verbindungsldasse vor, welehe weder wie Cys~ein oder Cystin kataly~isehe Wassers~offwellen, noeh wie Thio- /ithanolamine katalytisehe Wasserstoffstufen liefert. Da dieser Effekt auf die Wasserstoffionen-Reduktion unseres Wissens nicht besehrieben ist, nennen wh" solche polarographisehen Kurvenbilder, wie sie dem Slt- Glutathion entspreehen, und welche in ihrer Form sogenannte ,,steile konvexe Kurvenanstiege" darstellen, ,,kataly~ische Wasserstoffkurven" oder ,,S-Anstiege" (vgl. Diskussion).

Page 8: Messung und Differenzierung katalytischer Wasserstoffwellen bei der Polarographie von Sulfhydryl- und Disulfidverbindungen

208 W. L ~ o ~ T , S. Gm)~J~ASON und H. KATZ~N~IE~ Bd. 181

Ein Gemisch yon SH, und--S--S-Glutathion im molaren VerMltnis 1 : 4 liefert ein zusammengesetztes Kurvenbild der entspreehendenWellen- hShe yon S--S-Glutathion und Kurvenh6he yon SH-Glutathion (Kurve 26, Abb. 2). Oxydiertes Glutathion ist also unter den Versuehsbedingun- gen der Messung stabil. Wiirde n/tmlieh die -- SmS-Briieke des Glutathion aufgespalten, so miigte start der auftretenden Welle aussehliefilieh der steile Kurvenanstieg des SI-I-Glutathions erseheinen.

Thioglykol und I)ithioglykol liefern polarographiseho Kurvenbilder, welehe vollkommen dem Kurvenverlauf yon StI-Glutathion entspreehen (Kurve 27, Abb.2). Der Effekt, der zum Anstieg der katalytisehen Wasserstoffkurve fiihrt, setzt ebenfalls bei --i,5 Vein.

Obwohl das Molekiil des 2,3-Dimereaptopropanol (BAL) 2 freie Sulfhydrylgruppen besitzt, zeigt es keine katalytisehe ,,Cysteinwelle", sondern eine katalytisehe Wasserstoffkurve bei --1,5 V (Kurve 28, Abb. 2).

Reduzierte ~-Lipons/~ure (Kurve 29a, Abb.2) hat die katalytisehe Wirksamkeit wie Thioglykol. Nach der Oxydation mit Jod zeigt die Disulfidform iiberhaupt keinen katalytisehen Effekt mehr (Kurve 29b, Abb.2).

]4thylmereaptan und Di~ithyldisulfid besitzen ebenfalls eharakteri- stisehe Wasserstoffkurven (Kurven 30 und 31, Abb. 2). Wegen der Schwer- 15sliehkeit des Disulfides kSnnen keine exakten Konzentrationsangaben gemaeht werden.

~-Thiopropions/iure and Dithiodihydraeryls/~ure liefern keine kata- lytisehen Wellen, sondern katalytisehe Wasserstoffkurven (Kurven 32 and 33, Abb.2). Aueh Cystamintetraessigsgure zeigt den konvexen Kurvenanstieg (Kurve 36, Abb. 2).

Die Frage, weshalb SH-Glutathion keine dem Cystein entspreehende katalytisehe Welle liefert, kann dutch folgende Untersuehungsergebnisse befriedigend erkl/~rt werden. Es w~re zu erwarten gewesen, dab dam Tri- peptid ein dam Cysteinylglyein (Kurve 22, Abb.2) /~hnlieher Kurven- verlauf zukommt. Naah dem Auftreten des besehriebenen, davon aber g/inzlieh andersartigen Kurvenbildes haban wit das Verhalten yon SI-I- Glutathion in der ammoniakalisehen Kobaltsalzl6sung untersueht. Wir fandan, dab das UV-Spaktrum yon SIt-Glutathion in Con-Ammoniak - Puffer (p~ 9,85) praktiseh identiseh ist mit dem yon Thiazolin, worm dieses unter den gleiehen Bedingungen gemessen wird (Glutathion Xmax = 288 nm, Thiazolin 2m~x = 285 nm). Dieser Befund stimm~ mit dem po- larographisehen Ergebnis iiberein, wonaeh Thiazolin den gleiehen Kurven- verlauf wie StI- Glutathion liefert (Kurve 35, Abb. 2).

Sl=LGlutathion gibt in Ammoniakpuffer (pH 9,85) mit Nitroprussid- natrinm die bekannte und relativ best~ndiga Violettf/~rbung, jadoeh nut dann, wenn keine Co~--Ionea enthalten shad. Ein Co~+-Ionenzusatz zu

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1961 Wasserstoffwellen bei der Polarographie einiger Schwefelverbindungen 209

dieser l~arblSsung 1/~13t die Violettf/~rbung momeatan verschwinden. Thiazolin gibe mie Naeriumnieroprussiat in Ammoniak- und in CoIL Ammoniakpuffer (pE 9,85) die gleiche and schnell w i d e r versehwindende rotviolette Farbreak~ion.

Aus diesen Ergebnissen sehheSen wir, daI3 SH-Glutaehion in Am- moniakpuffer (p~ 9,85) bei Anwesenheie von CoW einen in~ramole- kularen Ringschlu$ unter Ausbildung des Thiazotinringes naeh H20- Abspaleung erleidet, sine analoge Reaktion, die veto Tripeptid in saurer LSsung bekannt ist 6:

O OH II {

R I ~ N H Co2+ RI~C--NH --H~O R1--C=N

H "NHjNH~ S HC--R 2 S HC--R 2 S tIC--R2

CH2 CH 2 .

RI= --(CH~)2--Ctt--C00H

:NIt 2

R2= --C--NH---CH~--COOH H o

Um~etzunge~ der SH-Gruppe mit T-Chlormercuribenzoat p-Chlormercuribenzoat (PCM:B) ise nach B o r e r 1 ein spezifisches

Reagens zur quan~itativen spekeropho~ometrischen Bes~immung freier Suffhydrylgruppen, da die UV-Absorption dieses Reagenses zwisehen 230 und 280 nm in Gegenwart yon SH-Gruppen stark anw/~ehstlS:

R - - S H + C1HgC6]:[4COOH -+ R--S--Hg--C6I-IaCOOH + H+ + C1-.

Nach Zugabe yon PCMB zu Cy~tein sinke die kataly~ische Wasser- stoffwelle der Aminos/~ure bei -- 1,80 V momenean ab, zugleich erseheine eine neue, mehr ins Positive versehobene Welle bei -- 1,72 V (Kurven 36a uncl b, Abb. 2).

Die ~[She dieser Welle ver/indert sich aueh bei grof3em PCMB-Uber- sehul3 niche mit tier Zeie.

p-Chlormercuribenzoae selbst hat in KobalesalzlSsung keinen Einflu$ auf die Wasserstoffionen-Reduktion, es erseheint ausschlie•lieh die Kobalt-Reduk~ionsstufe.

Bei der Umsetzung yon SH-Glutathion mie PCiVIB wird deu~lich, alas dis bei der Reakeion mi~ Cystein enes~ehende (neue) ka~alytische Welle eaesaehlieh tier S,Hg-Bindung zugeordnee ise: tier konvexe Ans~ieg tier kaealytisehen Wasserstoffkurve des SH-Glutathion versehwinde~ nach PC1VfB-Zusatz vSllig, bei -- 1,7 V trie~ daffir wie beim Cystein eine Welle,

Z. analyt . Chem., Bd. 181 1 4

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210 W. LA~c~T, S. G~DBJA~ASON und H. KATZL~EI~ Bd. 181

die der PC~B- Glutathionverbindung auf (Kurven 37 a und b, Abb. 2). Ein Vergleich der Wellenh6hen -- unter Berfieksiehtigung der molaren Kon- zentrationen -- zeigt aHerdings, dab die Cysteinverbindung katalytisch viel wirksamer ist als die des reduzierten Glut~thions. Da, wie wir an- nehmen, SI-I-Glutathion in Con-Ammoniak-Puffer als Thiazolinderiwt vorliegt, mul~ znr Bildung der POMB-Glutathionverbindung der Thia- zolinring unter Wasseraufnahme geSffnet werden.

Diskussion Sulfhydryl- bzw. Disulfidgruppen allein fiihren bei der polarographi-

schen Messing in Ammoniakpuffer zu katalytisehen W~sserstoffkurven (Beispiele: Thioglykol, Dithioglykol, ~thylmercaptan, Di~thyldisulfid, BAL, Thiazolin, ~-Lipons~ure). Solche Kurvenbilder sind unseres Wissens hie beschrieben worden. Well in diesen F~llen ,,funktionell" tat- s~chlieh nur SI-I- bzw. S-S-Gruppen wirksam sein kSnnen -- auch wegen der Kurvenform des Polarogrammes, eines typischen ,,konvexenKnrven- anstieges" - - n e n n e n wh" katalytisehe Wasserstoffkurven ebenso ,,S-Anstiege". Eine reine Salzbildung zwischen Co S+ und Carboxyl- gruppen ftihrt nicht zu einem k~talytisehen Effekt; Beispiele daffir sind Fetts~nren, ttydroxys~uren oder Ketosgnren. Aldehyde oder Ketone sind ebenfalls katalytisch wirkungslos, dagegen zeigen ttydroxy~ldehyde und Hydroxyketone (wie Glyeerinaldehyd oder Dihydroxyaceton) aus- geprggte katalytische Wasserstoffwellen. Wir miissen dieses Verhalten auf die Bildung yon Innerkom~lexen des Co S+ mit OIt- and CO-Gruppen zuriickffihren. Diese Ansicht wird dutch folgende Eigenschaften yon ~-Thio- nnd Dithios~uren unterstiitzt: einmal bilden diese Verbindungen charakteristisehe katalytisehe Wasserstoffwellen, zum anderen sind tat- s~chlich Innerkomplexe des Co ~+ mit ~-Thios~uren in der Literatur beschrieben 13.

Auf Grund anserer Ergebnisse fordern wir Mso beim Auftreten kata- lytiseher Wasserstoffwellen immer dig Entstehung yon Innerkomplexen yon Co 2+ mit SH- bzw. S--S-Gruppen nnd a~nderen funktionellen Grup- pen, in diesem FMle zwisehen SH- oder S--S-Grnppen und den COOI-I- Gruppen. Sehaltet man das KomplexbildungsvermSgen beispielsweise yon ~-Thio- und Dithios~uren dutch Veresterung der Carboxylgruppe aus, so verschwindet, wie wir gezeigt haben, der katalytisehe Effekt. Bei ~-Thios~uren seheint allerdings keine Komplexbildung zwischen Stt-Gruppen und COOI-LGruppen stattzufinden. In diesen F~llen kommt an der Hg-Tropfelektrode nur die freie Sulfhydrylgruppe zur Wirkung, so dab ~-Thiosguren katalytisehe Wasserstoffknrven (,,S-An- stiege") analog den ,,reinen" Sulfhydrylverbindungen liefern.

Fiir dig Frage naeh Entstehung und ~ k t i o n katalytiseher Wasser- stoffweUen werden die Verh~ttnisse, wenn wir yon unserer Forderung

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1961 Wasserstoffwellen bei der Polarographie einiger Schwe~elverbindungen 211

ausgehen, dal~ nur Innerkomplcxe yon Co 2+ mit SH-bzw. S--S-Gruppen und anderen funktionellen Gruppen des Molekiils wirksam sind, beson- ders iibersichtlich beim Cystein bzw. Cystin und seinen Derivaten. Diese Verbindungen liefern ausnahmslos eharakterlstlsche katalytlsche Wasser- stoffwellen (bekann~ als ,,Cysteinwellen"). Theoretiseh denkbar sind drei Arten yon Chelatkomplexen des Co 2+ mi~ der Aminos~ure: Einmal die Bindung des Zen~ralions mi~ I~H~- und --COOH, zum anderen mit - -N t I 2 und SH- bzw. - - S - - S - - trod zum dritten mit SIt- bzw. - - S - - S - - und --COOH. DaB zur katalytischen Wirksamkeit, wie aueh in diesen Bei- spielen, immer Sulfhydryl- bzw. Disulfidgruppen nStig sind, geht aus den Versuehen hervor, wonach bei Benzylierung der SH-Gruppe die kataly- ~lsche Wirksamkeit verschwindet. Eine eventuell (theore~isch) mSgliehe Komplexbildung des Co s+ mi~ --NIL z und --COOH-Gruppen kann dem- nach f'dr die Entstehung yon katalytischen Wasserstoffwellen nieht ver- antwortlich sein. 1Nich~ schwefelhaltige Aminos~uren haben deshalb auch keinerlei katalytlsche Effekte.

Sehaltet man die COOtt-Gruppe im Cystin durch Veresterung aus, dann erscheint im Polarogramm an Stelle einer Welle das Kurvenbild tier katalytisehen Wasserstoffstu/e. Freies Cystein und Cystin wirken also ebenfalls auf die ]=[erabsetzung der Wasserstoffionen-Reduktion nur in Form eines Innerkomplexes des Co s+ mit - -SH bzw. - - S - - S - - und der COOtt-Gruppe.

Sind den SIt- oder S--S-Gruppen Amiaogruppen benachbar~, so ent- steh~ dcr Kurvenverlauf der yon uns erstmals beschriebenen ka~aly- tischen Wasserstoffstufe (Beispiele sind Cysteamin, Cystindimethylester Cysteinylglycin); die Aminogruppe kann substituiert sein (N-Aeetyl- cysteamin, Coenzym A). Fiir die Entstehung katalytiseher Wasserstoff- stufen mull man daher Innerkomplexe des Co s+ mi~ SH- bzw. S--S- und NHu-Gruppen verantwortlich machen. Wir nennen auch deshalb -- dem polarographischen Kurvenbild entsprechend -- katalytische Wasserstoff- stufen ,,SN-Stufen", weft als ,,funktionelle Gruppen" nur Schwefel und Stiekstoffatome in diesen Verbindimgen zur Wirkung kommen.

Unberiieksichtigt blieb bisher das katalytlsehe Verhalten yon SS- Glutathion, welches sieh nicht in den Rahmen dieser Feststellungen ein- zufiigen scheint. Es w~re zu erwarten, dal~ SS-Glutathion bei der polarographisehen Messung die katalytische Wasserstoffkurve des redu- zicrten Tripeptids licfert, zudem der SS-Briicke im Molekiil nicht unmittelbar Carboxylgruppen benachbart sind. Dagegen besitzt das oxydierte Tripeptid eine ausgepr/~gte katalyCische Wassers~offwelle (Kurve 3, Abb.2), vergleichbar mit Cystin oder Dithiodiglykols~ure. Gerade dieses Beispiel zeig~, dal3 die stereoehemlsehe Konstellation einer Verbindung -- bier also die yon reduziertem Glutathion einerseits und die der oxydierten Form andererseits -- bei der Polarographie nieh~

14"

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212 W. LA~I~CI~T, S. GVDBZAI~ASOW und H. KATZLM~I~I~ Bd. 181

unberiicksichtigt bleiben daft. Nach BI~DISKA2,a,9, ~~ kann eine S- -S- Gruppe auf die Wasserstoffiiberspannung erst dann wirksam werden, wenn die bei positiveren PotenDiMen erfolgende Reduktion zu Suffhydryl- gruppen vorangegangen ist. Wenn diese Annahme richtig ist, w/~re ebe n der Kurvenver lauf yon SH-Glutatkion (steiler Anstieg der Strom- Spannungs-Kurve) zu erwarten.

Wenn man nun die stereochemischen Verh~ltnisse bei Glutathion betrachtet , k o m m t man zu folgenden 1%ststellungen: In einem often- kettigen Disulfid erwartet man freie Drehbarkeit um die Achse der S--S-Bindung. W/irmekapazitZitsmessungen an Dime~hyldisulfid und Diiithyldisulfid deuten auf eine Behinderung der freien Drehbarkeit zur coplanaren Stellung mit einer Energieschwelle yon 10--15kca114,1~ (Winkel zwischen den C--S-Bindungen ---- 180~

~,~-~ ,~o-.~ Abb.4. Geometrie des C--S--S--C-Systems nach ~. C~ bzw. C~ = Kohlenstoffatome, S~ bzw. S~

Schwefelatome, P~z bzw. P2z Orbitals der Schwefelatome

Die Geometrie eines C - - S - - S - - C - S y s t e m s weich~ davon ab, sie ist in Abb. 4 dargestell~. Einer der m6glichen Griinde fiir die Behinderung der freien Drehbarkeit der S--S-Bindung ist ein Uberlappen der P~-0rbi~als der beiden Schwefelatome. Die stabile Konfiguration ist dann das DL sulfid mi t einem Winkel yon 90 ~ zwischen den C--S-Bindungen 19. Ver- sucht man, auf Grund der in Abb.4 angegebenen Daten die r~umliche Struktur yon oxydiertem Glutathion zu zeichnen, so ergibt sich, als eine der m6glichen Formen, die in Abb. 5 dargestellte Geometrie: Das eine Glutathionmolekiil liegt in der Papierebene, das zweite senkrecht dazu. Damit wird die unmittelbare Nachbarschaft einer Carboxylgruppe an eine Disulfidgruppe m6glich. Die katalytische Wirksamkeit yon SS- Glutathion kann somi~ - - wie in allen gezeigten Beispielen yon Di- sulfiden - - durch Komplexbildung des Co ~+ mit S--S- und COOIt- Gruppen erkl~rt werdea.

Das verschiedene Verhalten yon SH- und S--S-Gluta thion bei der Polarographie deutet darauf hin, dab die elektrochemischen Vorg/inge an der Tropfelektrode, insbesondere in bezug auf die bei der Wasserstoff-

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1961 Wassers~offwellen bei der Polarographie einiger Schwefelverbindungen 213

abscheidung auftretenden StrSme, bei der reduzierten und der der oxy- dierten t~orm unterschiedlicher Na~ur sein miissen. Die Ansieh~ BRI)I~KAS 4 und H ~ a o v s K ~ s 1~ wonach das gesamte Cys~ein beim Potential --1,7 V an der Oberflache der Tropfelektrode bereits reduzier~ sein soll, wodurch eigenthch nur Cystein katalytisch wirksam wird, kann zumindest nicht auf das oxydierte Glutathion zutreffen. In diesem Falle miigte n~mhch SH- und S--S-Glutathion den gleichen polarographischen Kurvenverlauf aufweisen. Wenn man dagegen yon unserer Ansicht aus- geht, nur Kobaltkomplexe oder Innerkomplexe mit Co ~+ seien die eigent- hchen Katalysatoren, sowie ferner die beschriebenen ReaktionsmSg- hchkeiten yon SH- einerseits und S--S-Glutathion andererseits be- riicksichtigt, so eriibrigt sich na~iir- lich die Frage in der Diskussion, ob zur AuslSsung der katalytischen Wirksamkeit ers~ die Disulfid- briicke geSffnet werden mug. Die gleichen Verhal~nisse wie bei oxy- diertem Glutathion werden bei Cystinylglycin vorliegen. Die kata- lytische Wassers~offwelle des Cy- stinylglycins kann nur durch un- mittelbare Nachbarschaft yon S - - S - u n d COOtt-Gruppen zu- stando kommen. Fiir das lViolekiil laBt sich ein gleiches Raummodell aufstellen, wie es ffir SS- Glutathion geforder~ wird. Die Komplexbfl-

A

0 3'oue~'sloff ( ~ gchweM 0 k'ohlens/o/F (~)G/u/al/z'oszesl �9 5'//?ks/off

#~ --NH-- C O-- CHg- C H~--- CH-- CO0 H I NHz

Abb.5. Raummodell yon oxydier~em Glu~a- thion; das eine Nolekfil des Glutathions liegt in der Papierebene, das andere steht senkrecht

dazu mit |

dung des Co 2+ mit SS- und COOH-Gruppen scheint gegeniiber der mi~ NII~- und SS-Gruppen bevorzugt zu sein, sonst miigte im Polarogramm eine katalytische Wasserstoffstufe erscheinen (vgl. auch Cystin).

Bei Cysteinylglycin ist dagegen eine Nachbarschaft zwischen SH- und COOH-Gruppen nicht mSglich, die Verbindung zeigt in der Strom- Spannungskurve das Bild einer katalybischen Wasserstoffstufe, so dab man annehmen muB, Co 2+ errich~et zu Ntt~- und Stt-Gruppen Valenzen.

SH-Glutathion sollte wie Cysteinylglycin eine katalytische Wasser- stoffstufe liefern. Wie wir aber zeigen konnten, reagier~ das Tripeptid unter den gegebenen Versuchsbedingungen zum Thiazolinderivat. Damit ist ftir Co ~+ die MSglichkeit verschlossen, mit dem Molekiil Innerkom- plexe auszubilden, so dab SH-Glutathion katalytisch wie eine ,,reine" SH- oder SS-Verbindung m/~ dem typischen konvexen Anstieg, der katalytischen Wasserstoffkurve, reagiert. Dieser Befund steh~ iibrigens

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214 W. L~P~v.e~T, S. GVDBJA~ASO~ und H.K.~TZLMEIEt~ Bd. 181

im Gegensatz zu den in der Literatur beschriebenen Angaben, wonach reduziertes Glutathion wie Cystein oder Cystin ausgepr~gte katalytische Wasserstoffwellen liefern soll.

Zusammenfassung Bei der Polarographie in ammoniakalischer gepufferter Kobalt(II)-

Salzl6sung treten mi~ Sulfhydryl- oder Disulfid-haltigen Verbindungen, wie auch mit Hydroxyaldehyden nnd Hydroxyketonen verschieden stark ausgepr~gte katalytische Effekte als Folge einer tterabsetzung der Wasserstoffiiberspannung auf.

Wie angenommen, sind fiberhaupt nut solche Verbindungen kataly- tisch wirksam, die zu einer Komplexbildung mit Co s+ (Innerkomplexe oder Chelatkomplexe) bef~higt sind. Je nach Konstitution des ~Iolekiils und je nach Nachbarschaft anderer funktioneller Gruppen sind die ver- schiedenen Komplextypen -- an der Grenzfliiche des Quecksilbertropfens adsorbier~ -- die eigentlichen Katalysatoren, welche die bei der Wasser- stoffabscheidung auftretenden Str6me mehr oder weniger stark erh6hen.

Es werden zwei neue, bisher unbekannte polarographische Kurven- bilder beschrieben. Je nach Verbindungstyp und polarographischer Kurvenform hat man zu unterscheiden zwischen : 1. den bereits bekann- ten katalytischen Wasserstoffwellen (,,Cysteinwellen"), 2. katalytischen Wasserstoffstufen und 3. katalytischen Wasserstoffkurven.

Katalytische Wasserstoffwellen liefern nicht nur Cystein oder Cystin, wie bisher angenommen wurde, sie entstehen immer dann, wenn Thiole oder Disulfide im Molekiil in Nachbarschaft Carboxylgruppen tragen, ein Komplexbildungsverm6gen vorausgesetzt. Ebenso treten bei Ity- droxyaldehyden, Itydroxykctonen oder bei Verbindungen zwischen Sulfhydrylgruppen und p-Chlormercuribenzoat katalytische Wasserstoff- wellen auf.

Katalytische Wasserstoffstu/en (,,SN-Stufen") liefern Verbindungen, in denen Sulfhydryl- oder Disulfidgruppen NH~- oder 1NH-Gruppen benachbart sind. Kataly~ische Wasserstoffkurven (,,S-Anstiege") bilden Suffhydryl- oder Disulfidgruppen-tragende Verbindtmgen, in denen keine anderen funktionellen Gruppen in unmittelbarer Nachbarschaft stehen. Keine katalytischen Effekte auf die Wasserstoffionen-Reduktion haben allphatische Aldehyde, Ketone, Schiffsche Basen, aliphatische Fetts~uren, ~- und fi-Hydroxyfettsi~uren oder Ketosiiuren und Thioester.

Reduziertes Glutathion besitzt nicht die in tier Literatur besehriebene ,,Cysteinwelle", wie auch das Tripeptid polarographisch nicht als Surf- hydrylverbindung reagiert. Reduziertes Glutathion erleidet in Am- moniakpuffer bei etwa p~ 10 unter Wasserabspaltung einen intramole- kularen RingschluB unter Ausbildung des Thiazolinringes, das polaro- graphisehe Kurvenbild ist eine katalytische Wasserstoffkurve.

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1961 Wasserstoffwellen bei der Polarographie einiger Schwefelverbindungen 215

Die k a t a l y t i s c h e W i r k s a m k e i t y o n o x y d i e r t e m G l u t a t h i o n u n d

C y s t i n y l g l y e i n w i r d d u r e h die R a u m k o n f i g u r a t i o n des ?r e rk l s

(Ka ta ly~ i sche Wassers to f fwel le ) . E i n e u n m i t t e l b a r e N a e h b a r s c h a f t y o n

C a r b o x y l g r u p p e n u n d D i s u l f i d g r u p p e n u n d d a m i t die MSgl i chke i t zur

K o m p l e x b i l d u n g m i t Co e+ e rg ib t sieh aus e i n e m R a u m m o d e l l , in d e m

das e ine G l u t a t h i o n m o l e k i i i in d e r P a p i e r e b e n e l iegt , das a n d e r e senk-

r e e h t d a z u s t eh t .

Die vorliegende Arbeit wurde dnroh die Deutsche ~orschungsgemeinschafl (W. L.) und den Fends der Chemischen Industrie (H. K.) ge~Srdcrt; dem Fends der Visi~ulas]odur der islSnclischen I~egierung haben wir ffir fmaazielle Unterstfitzung (S. G.) ebenfalls sehr zu danken.

L i t e r a t u r

1 BoY~R, P . D . : J. Amer. chem. Soc. 76, 4331 (1954). - - ~ BRDId]~A, 1%.: Collect. Tray. china. Tch6coslav. 5, 112 (1933); vgl. diese Z. 96, 207 (1934). -- a B~DI~Y~, 1%.: Collect. czechoslov, chem. Commun. 11, 614 (1939); Chem. Listy 34, 59 (1940); Research 1, 25 (1947); Prec. 1. Internat. Polarogr. ~eet ing Prague 1951 Bd. I I I , 286. - - a B~DI~K& R.: Collect. ezechoslov, chem. Commun. 5, 148 (1933); vgl. diese Z. 96, 207 (1934). -- ~ B~zI~A, ~ . , u. P. ZUMA~: Die Polaro- graphic i. d. ~edizin, Biochemie and Pharmazie. Akad. Verlagsgesellschaft, Leipzig 1956. -- 6 C ~ v ~ , M. : Symposium on Glutathione, Acad. Press Publ. New York 1954. - - 7 Gm)BJA~ASO~ S.: Diplomarbeit Teohn. ttochsch. Miinchen 1957. -- s GVD~ZA~SO~, S.: Dissertation, Teclm. I-Iochsch. Miincheu 1959. _0 tt~.Y- ~OVSK~, J . , u. R. B~DI~K~: Collect. Tray. chim. Teh4coslov. 2, 370 (1930); vgl. Chem. Zbl. 1981, I, 731. - - 16 I-IEY~ovs~, J . , u. P. Zv~A_~: Einfiihrtmg in die praktische Polarographie. VEB Verlag Teehnik Blu 1959; dort zahlreiche Literatur- angaben. - - n J ~ s c ~ , W. : Dissertation Bonn 1953; zitiert nach ~ . v. STACK~L- ~ZG, Houben-Weyl 3/2 S. 334. - - 1~ K~TZL~I~,IW~, H.: Dissertation, Techn. Hoehsch. ~i inchen 1960. - - ~a SOHUB~T,M. P.: J. Amer. chem. Soc. ~3, 3851 (1931); weitere Literatur J . Amer. chem. Soc. 81, 3193 (1959). -- it S c o ~ , D. W., H. L. FI~Kw, M.E. G~oss, G.B. G U T m ~ u. H. lVI. H u ] r ] ~ x : J . Amer. chem. Soc. 72, 2424 (1950). - - ~ SCO~T, D. W., H. L. Fr~KE, J . P. )/Ic.CvLLOUaH, ~ . E. G~oss, 1%. E. P E ~ I ~ T O ~ u. G. WAD~)I~TO~: J. Amer. chem. Soc. 74, 2478 (1952). - - ~ Sm~H, E. R., u. C. J . RODDE~: J . Nat. Bureau Standards 22, 669 (1939); vgl. Chem. Zbl. 1989, II , 4040. -- ~ vo~ STACK~LB~a, M., U. Mitarb. : Z. Elektrochem. Ber. Bunsenges. physik. Chem. 62, 834, 839 (1958). - - ~s W ~ L ~ - ~ s , K., u. H. SueD: Biochem. Z. 829, 17 (1957). -- ~ Y~KEL, H. L., u. E . W . HuG~.s : J . Amer. chem. Soc. 74, 6302 (1952).

Priv.-Doz. Dr. W. LAM~CH~, Organ.-chem. Institut, Technische Hochschule Miinehen 2, Arcisstr. 21 und L Medizinisehe Klinik der Universit~t Miinchen 15,

ZiemsscnstraBe 1 a