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559
h - u h n , JZoezc*us.
Nr. 5/1940'1
Zcitcn fiir .iO-proz. T;niestcriinx bei PIX 7.0 iind ZOO. Pikrocrorin je 10" Jlnlvkcln/ccm,
Safrannl je 100 hIolekeln/ccin ziigesetzt.
R a s e der Gameten
1:1111
(:.I)
v1111
(
1:llII
(
I:zlt?
(
...........
+.
1)
tlj
1
2)
...........
...........
...........
2 x lo1* JIolekeln
Crocin/ccni
Ziisatz
-
5 Min.
1 Sttle.
3 Min.
l'ikrocrociii
$:if
8 x l o i 3 Molekeln
Crocin/ccni
Stdr.
r :in a1
0 Jliii.
l'i, Stllil.
-
1 1 lliii.
2 Stdn.
1
...........
...........
i~
V3N3 ( ,13) . . . . . . . . . . .
+~.
P-3113 (
3) . . . . . . . . . . .
+.
1:3513
( L 3) . . . . . . . . . . .
l>%IZ (
2)
I'ikrocrociii
2)
Safranal
t
P l I ? (~
t
F'M4
[
F'JI'
(
2 Miti.
Sttlr.
20 Min.
3l/, Stdn.
.~.
20 Jlin.
3l/, Stdn.
I'ikrocrocin
Min.
Safrannl
'- ')
...........
...........
Pikrocrociii
j'
...........
Safrannl
4)
~ 4 ~ 1[ 4
'ill
Stdc.
42 Min.
711, Stdll.
60 Min.
6 Stdn.
Min.
Stde.
120 Jlin.
14 Stdii.
ausscheiden, d. h. weibliche Eigenschaften zeigen, wahrend nach Zusatz
von Safranal mehr trans- als &-Ester ausgeschieden wird, d. h. funktionell
mannliche Zellen entstehen. Nachdem sich jetzt gezeigt hat, daL3 die Bildung
von cis-Crocetindimethylester durch Pikrocrocin gefordert, durch Safranal
aber gehenimt wird, kann man erkennen, wie die Verschiebung des cis : transVerhaltnisses zustande komnit: D i e Termone a k t i v i e r e n hzw. h e m n i e n
d i e u m e s t e r n d e n F e r m e n t e , d e n e n d i e B i l d u n g d e r Gnmoae
o b l i e g t . Dabei mu0 betont werden, da13 eine Termonwirkung nur bei
Zwittern nachweisbar ist. Die Gameten der getrennt-geschlechtlichen Rassen
sprechen weder auf Pikrocrocin noch auf Safranal an. Das cis : trans-Yerhaltnis der zur Ausscheidung gelangenden Ganione ist bei den getrenntgeschlechtlichen Chlam?-do~nonas-Rasst.I1erhlich festgelegt und cheniisch hisher unverriickhar.
91. Richard Kuhn und Franz Moewus: Wie kommen die Verhaltniszahlen cis- :trans-Crocetindimethylester bei den getrennt-geschlechtlichen Rassen von Chlamydomonas zustande ?
-4iis (1. Kaiser \Villielm-Institiit fiir blcdizin. Forschung. Heidelberg, Institut fiir Binlogic.:,
(Ringegangeii aiii 1.5. April 1940.)
Die Canlone von ~'hlutrLyrloi,ronaseugametos f . simplex, die bei Uelichtiing
der Gameten gebildet werden, sind keine einheitlichen Wirkstoffe, sondern
Geniische. Die weiblicheii Geschlechtszellen ( z, scheiden ein Geniisch von
3 'l'eilen cis- und 1 Teil trans-Crocetindimethylester, die mannlichen ( , ' 2 )
cin Gemisch von 1 Teil cis- und 3 Teilen trans-Ester ausl). Das cis- : trans;'
I)
R . K i i h n , F. X o e w u s
11. L).
J e r c h e l , B. 71, 1541 [1938].
K u h n , M o e w u s. : cis- : trans-Crocetindimethylester. [Jahrg. 73
560
Yerhaltnis ist konstant, aber bei den einzelnen Rassen von Chlainydomonas
verschieden ; die gefundeneri Werte2) betragen :
Chla?riydommas Braunii . . . . . . . . . . . . . . . . .* 95 y, 1 . i ~ 5 % t m n n
IyJ C'lil. drc:sdenais, Chl. ezcytrnicto.s 1. /!/pien . . .
$5 % cis 15 yo trann
1:' Chl. e q a m e l o s f . s i ~ i i p l r ~. . . . . . . . . . . . . . .
75 % c i s 25% h a n s
1 65 yo c i s 35 "/, trctnx
F1 C'Id. e q a m r t o s 1. synoicu, I. subhrtrroiecc , .
>t' <'hi. euyunLetos !. sytLoicu, 1. sitblrrtzroiccc . . ' 1 35 % cis 65 % /rcciis
>I2 Chl. rrigainctos f . simpler . . . . . . . . . . . . . . ? 2 5 % r i s S.iy/, truiiu
J13 Chl. tlrestlrnsis, ('1~1. euyronefos 1. typirrc . .
1.5% cis Y5o/I tranx
hi4 or
lo !/donlo s i j r n t~ . . . . . . . . . . . . . . . .
5 % cis 950/, tr/cir.y
Es fallt auf, daI3 Gameten, die 45 Oh, cis- und 55 yo trunt- bz~v.55 yo cismid 45 yo trans-Ester ausscheiden, in tler Natur nicht aufgefuiiden worden
sind.
Mit Hilfe von R a d i u m - y - S t r a h l e n gelang es neuerdings I:.Moewus3),
Mutanten zu erzeugen, die nicht niehr das urspriingliche cis- : tram-Verhaltnis
ausscheiden. Die erzielten Anderungen waren sprunghaft, die neu aufgetretenen cis- : tran.s-Zahlen entsprachen den bei naturlichen Rassen bereits
gefundenen. Die Y-Strahlenl) haben es ermoglicht, die folgende Reihe von
3+
' . ?---f
cl. Auch in
M u t a t i o n e n liickenlos zu verwirklichen: $ T . 4 +
diesen Versuchsreihen traten nienials Zellen auf, die cis- : trnns = 55 : 45
hzw. 45 : 55 ausgeschieden hatten.
Durch die Auffindung des cis-Crocins und der beiden Ferniente, die
cis-Crocin zu cis-Crocetindiniethylester und trans-Crocin zu trans-Crocetindimethylester uniestern 5 ) , ist es recht unwahrscheinlich gemorden, daB die
von R. K u h n und A. W i n t e r s t e i n 6 ) aufgefundene I,ichtumlagerung von
cis- in trans-Crocetindimethylester fiir das Zustandekommen der cis : transZahlen von Bedeutung ist und man in den Zellen einen Mechanisnius zii
suchen hatte, der jeweils nur einen ganz bestimmten Prozentsatz eines cisFarbstoffes photochemisch in die tmns-E'orm umlagert. Die angefiihrten
neueren Ergebnisse weisen vielniehr darauf hin, daW bereits die P o l y e n s y n t h e s e i n d e n G a m e t e n t i n t e r den1 EinfluW d e r d a f u r v e r a n t w o r t l i c h e n G e n e M u n d F s o verlaiuft, daB cis- u n d transF a r bs t o f f n 11r i n b e s t i m nit e n Men ge n v e r h a1 t ni s s e n g e h il d e t
werden. Bei allen anschlieWenden Spalturigsvorgaiigeii tler synthetisierten
Polyene, die Zuni Auftreten der (>amone und 'l'eriiione fiihren, wird das
cis- : trans-Verhaltnis nicht inehr geandert, solange iiian in1 Gebiete der
physiologisch wirksanien 1,ichtintensitiiteii bleibt. Die photocheiiiische
Reaktioti cis --t trans-Crocetindimethylester war analytisch fur die Aufklarung des Befruchtungsvorgangs von Wichtigkeit. Sie ist aber fur die
Physiologie dieses Vorgangs ohne Bedeutnng, da sie zuni Yerlust des Kopulationsvermogens fuhrt.
Die Torstellung, daU clas Mengenverhaltnis der stereoisomeren Pol yene
(lurch die biosynthetischen Vorgange bestimmt wird, fuhrt zu der Frage,
welche Bedeutung die Zahlenverhaltnisse 95 : 5, 85 : 15 usw. haben. Wir
vermuten, da13 diese Frage letzten Endes gleichbedeutend ist mit derjenigen,
;
F. M o e w u s , Biol. Zbl. a9, 40 [1939].
3, Unveroffentlicht.
Bei allen durch thermische Behandlung gewonnenen Xutanten ist tlas c i a - t r a n s Ycrhaltnis ungeindert geblieben.
j) Voranstehendr A41~handlun~.
8 ) B . Mi, '09
[lW3;.
2,
4,
wariim die einzelnen Aniinosauren in den Proteinen in ganz bestimniteri
Zahlenverhaltnissen auftreten.
Nach T h e S v e d b e r g sind die Molekulargewichte der meisten Protein?
17000, 34000, 68000, 136000 usw. Die Zahl Z einer Aminosaure in 1 Mol.
Protein ist nach J. R o c h e 7 ) , &I.B e r g m a n n und C. N i e m a n n s ) , R. K u h n
11. P. D e s n u e l l e g ) von auffallenden Gesetzmaaigkeiten beherrscht. Nach
31. B e r g m a n n und C. N i e m a n n ist Z = 2nx3f11
(n, m = 1, 2, 3 , 4 . . .).
Man kann sich nun vorstellen, daB eine GesetzmaBigkeit ahnlicher Art
auch fur das Zahlenverhaltnis von prosthetischen Gruppen bzw. Wirkstoffen
von Bedeutung ist, die nicht an EiweiB gebunden bleiben; daW nicht nur
die -1minosauren selbst, sondern auch andere im Zusammenhang mit dem Aufbau der Proteine hervorgebrachte Wirkstoffe nur in bestimmten Zahlenverhaltnissen von den Zellen gebildet werden.
DenigernaiW ist es denkbar, daW die cis- : trans-Verhaltnisse von Crocetindimethylester, die man bei den einzelnen Chlamydomonas-Rassen findet,
so zustande kommen, daB - etwa im Sinne von M. B e r g m a n n und C. N i e m a n n - in den mannlichen Zellen auf 1 Mol. cis-Polyen 2, 3 , 2 x 3 und
2 ~3~ Mol. trans-Polyen gebildet werden, in den weiblichen Gameten umgekehrt auf 1 Mol. trans-Farbstoff 2 , 3 , 2 x 3 und 2 ~ Mol.
3 cis-Farbstoff.
~
Die experimentell gefundenen cis : trans-Zahlen liegen i n n e r h a l b d e r
Y e r s u c h s f e h l e r mit denjenigen zusammen, die sich auf Grund dieser neuen
Yorstellung berechnen :
955
2xY:l
S.5:l.j 2 ? : 3 :1
7.5:2.5
3 :1
0.5:3.5
2 :1
=
-
94.75.3
Xi.7:1+.3
~-
7.i.O:2.i.O
=
06.7
Gilt die Uezieliung Zcis:
= 1 : 211 x 3111, so verstelit irian, waruni weder
in der Natur noch in den Mutationsversuchen Gameten auftreten, die 55 :45
bzw. 45 : 55 ausscheiden.
Die aufgestellte Hypothese versucht die ratselhaften Zahlenverhaltnisse,
welche die Kopulation der Chlamydonionas-Gameten beherrschen, zuruckzufiihren auf ein allgenieineres Ratsel des Zellgeschehens, um dessen Liisung
sich I,. W.J a n s s e n , Rotterdam, in seiner UntersuchunglO) ,,Biosynthesis
and the outlines of protein structure" bemiiht hat.
Die Gen-AbhB'ngigkeit der Bildung von Pflanzenfarbstoffen ist schon in
zahlreichen Fallen erkannt und analysiert worden. Die genetischen Grundlagen der Anthocyan-Synthese sind von W. J. C. L a w r e n c e und J. K. Price"),
diejenigen der Chlorophyll-Bildung in den Pflanzen von W. H. E y s t e r " )
behandelt worden. Bisher sind mindestens 18 dominante Gene bekannt, die
fur das Auftreten von Chlorophyll notig sind und die nach J. B. S. Haldane13)
anfeinander folgende Teilreaktionen in der Synthese des Blattgriins kontrollieren.
7)
Essai de biochimie gh5rale et coiiipar4c des pigments rcspiratoires. 11:isson
& Cie., Paris 1936.
Journ. hiol. Chern. 11%. 301 [10371.
B . SO, 1007 !1037].
lo) Protoplasma 33, + l U [ 1 0 3 0 - .
11) Hiol. Rev. 15, 35 [1940].
I*) Hibliogr. genet. 11, 187 Ll934j.
13) The Biochemistry of the individual, Perspectives in biochemistry, Cambridge
1037.
9,
Ku h n, Moewus: cis-: trans-Crocetindimethvlester.
562
Endosperm-
Gesamtcarotinoitle
(J-Carotin
genotyp
%
Verhaltnis
%
Verhiiltnis
Y Y Y . .. . . . . . .
T Y y .........
Tyy . . . . . . . . .
yyy . . . . . . . . .
0.000465
0.000282
0.000130
0.00004~
3.3
2.0
1 .o
0.000 131
0.000 079
0.000 042
0.000 011
3.1
1.9
1 .o
15)
.
0.3
0.3
r.Ta.hrg. 731
Relative
A-Wirksamkeit
7.50
5.00
2.2.5
0.05
Cereal Chem. 15, 345 [1038].
Bzw. Kryptoxanthin. K. K u h n 11. Ch. (;rnndninnn, 3 . 67, .SO3 [1034!
Science ;Xcw Tork-, i 3 . 241 [lo31 ' .
R e r ic h t i g 11n ge n.
Jahrg. 73 [IO.FO], Heft 4, S. 343, cbersclirift, lies , , H a n s S e i f e r t " statt R i c h a r d
S e i f e r t , tlesgl. S.336, ,411m.4 u. S.34-4, Anm. 3 ,,H.
S e i f r r t " statt ,,R,
Seifert".
Jahrg. 72 [1030]. Heft .5, S.9.59, S.%eileY. 11. lies ,,(lX.4--8.6)'' statt .,(1S.4 bis8.6)".
\'manOwnrUich: a) iUr den Inhait: Prof.Dr. B e r m a u n Leu c hs , Berlin; b) fur den Anmigeotail :A n t o n B o r g e r ,
IWin-Tempelhol
Zor &it gilt dnefigenpreidiste Nr. 3. - hi iir k i8c he D r uc k a n s t n l t. W.H e n t a c h e 1 K.G.,
Berlin N 65. - Veriag Cbelnie 0. m. b. H., Berlin W %5,
-
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