DIE NATURWISSENSCHAFTEN
E lfter Jah rgan g. 6. A pril 1923. H e ft 14.
Das Hämocyanin1).
V on G. Q uagliariello, N eapel.
In h a ltsv e rze ic h n is: 1. H is to r is c h e N otizen . 2. A llgem eines u n d V erbreitung-, 3. D a rs te llu n g . 4. C hem ische K o n s titu tio n . 5. C hem isch e und ph y sik a lisc h e E ig e n sc h a fte n . 6. V e rb in d u n g e n m it G asen. 7. S pezifische S a u e rs to ffk a p a z itä t.
8. D isso ziatio n des O xyhäm ocyanins. 9. A n tig e n e E ig e n sc h a fte n u n d G iftig k e it. 10. E in h e itlic h k e it des H äm ocyanin«. 11. B iolo g isch e B e d e u tu n g 2).
1. H isto risc h e N o tize n . D ie B e o b ac h tu n g d e r b la u en F a rb e des B lu te s e in ig e r T ie re i s t se h r a lt. S chon im 18. J a h r h u n d e r t sc h rie b S w a m m e r d a m (B ib lia n a t u r a e ) : L e san g d u coli- m agon (S chnecke) est d ’u n iblanc b le u ä tr e tr e s d i f f e r e n t d e celui de I ’hom m e e t des g ran d e s an i- m a u x q u i e s t ro u g e fonce.
D iese B e obachtung gab jed o ch k e in e n A nlaß zu irg e n d ein er N a c h fo rsc h u n g b is zum J a h r 1874, in dem H arless die in te re ssa n te , w en n auch n ic h t v o lls tä n d ig genaue B eo b ach tu n g ü b e r den E i n f lu ß m achte, den S a u e rs to ff u n d K o h le n s ä u re a u f d ie S tä rk e d e r B la u fä rb u n g des B lu te s von H e lix p o m a tia u n d Eledone ausüben, u n d au ß e rd em die.' A nw esen h eit von K u p fe r in dem b la u en B 'lut dieser T ie re entdeckte.
W esen tlich sp ä ter m ach te B e r t 1867 bei seinem S tu d iu m d e r P h y sio lo g ie d e r S ep ia d ie B eobach
tu n g , daß das jenem T ie r e n tn o m m e n e u n d d e r L u f t ausgesetzte B lu t vo n b e in a h e fa rb lo s n ach schön sa ttb la u um sch läg t, u n d b r a c h te diesen F arb w e ch se l m it der A tm u n g s fu n k tio n in Z u sam m en h an g .
D ie e rste n w ich tig en u n d g ru n d le g e n d e n U n te rs u c h u n g e n jedoch ü ber d iesen G e g e n sta n d sin d zw eifelsohne die von F red ericq ü b er das B lu t von O ctopus vu lg a ris a n g e ste ilte n . S ein V e rd ie n st is t es i n d er T at, gezeigt zu halben, daß d ie 'blaue F a rb e des B lu te s dieser M ollusken von ein e m besonderen in ih m v o rh an d e n en Ohrom o-
1) D ie S ch riftleitu n g verdankt d ie Ü bersetzung aus dem Original- H errn P rivatd ozen ten Dr. F r itz Laquer,
Frankfurt a. M.
2) A ls L iteraturquelle über das Gebiet, kann man die folgenden W erke heran z ie h e n : E. T. R eic h ert und A. P. B rovm e: The d ifferen tia tio n and ep ecifity o f corresponding proteins and other v ita l sübstances in relation to biological classification and organ ic evo- lu tio n . W ashington 1909. — Gh. D here, Recherches mir Phemocianine. M emoires I — V II. Journal de P h y sio lo g ie et de P athologie generale. T. 16— 21, 1915 b is 1922. — G. QtMgliariello, W in terstein s Handb-ich der vergleichenden P hysiologie Bd. 7, Jen a 1922, S. 603.
p ro te in h e r r ü h r t , d as in seinem M o lekül K u p fe r e n th ä lt u n d dem er den N am e n H ä m o c y a n in gab (von « t^ a -B lu t u n d xvavog - B la u ). F red ericq e rk a n n te fe rn e r d ie F ä h ig k e it des H äm ocyanin», m it S a u e rs to ff ein e le ic h t d iss o z iie re n d e V e rb in d u n g zu b ild e n , u n d s te llte z u e rs t die Ä h n lic h k e it fe st zw ischen H äm o g lo b in u n d se in e r S a u e rs to ff v e rb in d u n g , dem O xyhäm oglobin e in e rs e its , u n d dem H äm o c y an in sow ie se in e r S a u e r s to f f v e rb in d u n g , d em O xyhäm ocyanin, an d e rseits.
2. A llg e m e in e s u n d V e rb r e itu n g . D a s H ä m o cy a n in i s t ein E iw eiß k ö rp e r, c h a r a k te ris ie r t d u rc h d ie T atsach e, daß er K u p fe r in seinem M olekül e n th ä lt, u n d daß er e in e b la u e F a r b e in G eg en w a rt atm o sp h ä risch en S a u e rs to ffs a n n im m t, w ä h re n d er bei iS au e rsto ffab w e sen h e it fa rb lo s (opa
leszieren d ) ist.
E s fin d e t sich a u ssch ließ lich im B lu t, u n d h a u p tsä c h lic h im P la sm a g elö st u n d n ic h t in B l u t
k ö rp erch e n k o n z e n trie rt, n u r bei zwei K lassen von W irb ello sen : B ei M ollusken u n d bei A rth ro p o d e n . B ei den M ollusken fin d e t sich das H ä m o c y a n in bei v ie len L a m e liib ra n c h ie rn , v ielen G astro p o d e n u n d allen C ephalopoden. E s f e h lt bei den Am - p h in e u re n . B ei d e n A rth ro p o d e n f in d e t s ic h das H äm o c y an in le d ig lic h im B lu t h ö h e re r C ru sta - ceen u n d bei L im u lu s p o ly p h em u s, d er im A tla n tis c h e n Ozean le b t u n d als ü b erle b en d e r V e r tr e te r d e r K lasse d e r X ip h o su re n 'b etrac h te t w ird . N ac h d e r B e o b a c h tu n g von R a y -L a n ke ste r f in d e t sich das H ä m o c y a n in auch bei ein ig e n A rte n von S k o rp io n en , d ie z u r K la sse d er A ra ch n o id een gehören.
I m P la sm a d e r C ephalopoden (u n d v ie lle ic h t a lle r M ollusken m it H äm ocyaniniblut) f in d e t sich au ß e r dem H äm o c y an in k ein a n d e re r E iw e iß - k ö rp e r g e lö st; im P la sm a d e r A rth ro p o d e n jedoch, d as w ie das B lu t d e r h ö h ere n T ie re d ie F ä h ig k e it zu g e rin n e n h a t, is t m in d e ste n s noch ein an d eres P ro te in , un d zw ar das F ibrinogen., gelöst.
3. D a rste llu n g des H ä m o cya n in s. D as H ä m o c y a n in k an n aus d e m B lu t d e r Cephalo- poden ganz re in d u r c h e in fa c h e D ialy se e rh a lte n w erden. D a aber das H ä m o c y a n in des M o llu sk en b lu te s im allg em ein e n m it g rö ß te r L e ic h tig k e it k ris ta llis ie r t, so is t dies das g e e ig n e tste M itte l, re in s te s H äm o c y an in zu e rh a lte n .
D ie M ethoden, H äm o c y a n in z u r K ris ta llis a - tio n zu b rin g en , sin d v ersc h ie d e n e r A rt. M it der O rig in a lm e th o d e von H o fm e is te r u n d d e r m o d i
f iz ie r te n von P in k u s is t das H ä m o c y a n in von O ctopus vu lg a ris un d m acropus, von S e p ia und von E ledone m oschata k r is ta llis ie r t e r h a lte n w or
den, u n d zwar n ic h t n u r aus d em ganz frisc h e n B lu t lebender, so n d ern au ch au s dem a u fg e sam
Nw. 1923. 34
262 Q u agliariello: D as H äm ocyanin. f D ie Natur- L Wissenschaften
m elten B l'u t to te r T ie re , oder au s dem M onate h in d u rc h m it A n tis e p tic is a u fb e w a h rte m B lu t, oder a u s g e fa u lte m B lu t ( C ra ifa le a n u ). A u s dem B l u t von H e lix p o m a tia k r is ta llis ie r t H äm o c y an in sp o n ta n aus, w e n n d ie Salze d u rc h D ialyse e n t
f e r n t sind.
D ie K r is ta llis a tio n des H äm o c y an in s au.3 A rth ro p o d e n b lu t g e lin g t ind essen w esen tlich sc h w e re r; da a n d e rs e its die A n w ese n h eit a n d e re r E iw eiß k ö rp e r im B lu t d ie se r T ie re d ie A n w en d u n g a n d e re r M itte l (D ialy se oder S a lz fä llu n g ) n ic h t g e s ta tte t, u m d a s H ä m o c y a n in re in zu gew innen.
B is h e u te is t d a h e r n u r das H äm o c y an in von P a li- n u r u s v u lg a ris n a c h folg en d em von D h ere a n g e
gebenen V o rg e h en k r is ta llis ie r t e rh a lte n w o rd e n . D as B lu t w ird d ia ly s ie rt u n d d a n n d er E in w ir k u n g ein es P o te n tia lg e fä lle s u n te rw o r fe n : das H ä m o c y a n in w a n d e rt zu r A node, wo es a u s fä llt.
D e r N ie d e rsc h la g w ird g esam m elt u n d in ein er k le in e n M enge lp ro z . K o chsalzlösung gelöst. D ie sich selb st ü b erla sse n e L ö su n g sc h e id e t n ach k u rz e r Z e it re ic h lic h K ris ta lle von H äm o c y an in aus.
N ic h t n u r das H ä m o c y a n in versch ied en er T ie re , so n d e rn a u c h das desselben T ie re s k r is ta l
lis ie r t i n v e rsc h ie d e n e n S ystem en, je n ac h den M ethoden u n d B e d in g u n g e n d e r K ris ta llis a tio n . O h n e von v o rn h e re in d ie E x iste n z v ersc h ied e n er H ä m o c y a n in e zu le u g n en , is t es doch w a h rsc h e in lich, daß d ie se r P o ly m o rp h ism u s von dem v e r sc h ied e n en G e h a lt der K ris ta lle an K ris ta ll- oder Q u ellu n g sw asse r a b h ä n g t (D here).
D as H ä m o c y a n in k r is ta llis ie r t als Oxyhäm o- cy a n in , u n d d ie K ris ta lle sin d desw egen blau ge
fä rb t. N u r P h ilip p i h a t k ü rz lic h aus diem B lu t von H e lix K ris ta lle re d u z ie rte n H äm o c y an in s e rh a lte n .
4. C hem ische K o n s titu tio n . I . D ie von I le n z e am k r is ta llis ie r te n H äm o c y an in aus B lu t von O ctopus v u lg a ris a u s g e fü h rte E le m e n ta r analyse gab fo lg e n d e W e rte :
C H O N S Cu
53,66 7,33 21,68 16,09 0,86 0,38
E n tsp re c h e n d e E rg e b n isse w u rd e n von G r if
fit h s am H ä m o c y a n in von S ep ia , C ancer n n d H o- m a ru s e rh a lte n . E tw a s v e rsc h ied e n e R e s u lta te jedoch g ew a n n en A lsb e rg u n d Clarlc am H äm o- cy a n in von L im u lu s p o lyp h em u s. A ber es b esteh t k ein Z w eifel d a r ü b e r, daß d ie z u v e rlässig eren E rg e b n isse d ie von H e n ze sind, da sie d ie e in zigen sind, .die m it k ris ta llis ie rte m H äm o c y an in e rh a lte n sind.
E s i s t n ü tz lic h , d ie e le m e n ta re Z u sam m en se tz u n g des H äm o c y a n in s d er des H äm oglobins, w ie sie sic h au s e in e r d e r v ie len a u s g e fü h rte n A n aly sen e rg ib t, g e g e n ü b e rz u s te lle n :
C H O N S F e Cu
H äm oglobin
(aus Hundeblut) 54,57 7,11 21,36 17,38 0,568 0,336 — Hämocyanin
(aus O ctopusblut) 53,66 7,33 21,68 16,09 0,86 — 0,38 A u s diesen Z a h len erg e b en sich folgende em
p irisc h e n F o rm e ln un d die . en tsp re c h e n d e n Mole
k u la rg e w ic h te :
C H O N S Fe Cu Mol.-Gew.
H ä m o g lo b in . . 758 1185 219 195 3 1 — 16667 H äm ocyanin. . 745 12'20 226 191 4 — 1 16642
I I . P r o d u k te der S ä u re h yd ro ly se des H ä m o cy a n in s w u rd e n von van S ly h e f ü r das H ä m o c y a n in von L im u lu s p. b e stim m t. D ie gew onne
n e n W e rte sin d in d er fo lg en d e n T ab e lle a n g e g eb e n n eb en denen, d ie der gleiche V e rfa sse r am
H äm o g lo b in des O chsen e r h a lte n h a t:
T abelle 1.
V erteilu ng des Stickstoffs in Hämocyanin.
Häm ocyanin von L im ulus p.
H äm oglobin des Rindes A m m oniak-N ... 5,95 5,24
1,65 3,6
C y s tin -N ... 0,80 —
15,73 7,7
13,23 12,7
8,49 10,9
Amino-N des F iltr a ts ... 51,30 57 N icht-A m ino-N des F iltrats. 3,80 2,9.
(Prolin, Oxyprolin, '/o Tryptophan)
D ie ch em isch e Z u sam m en setz u n g d er beiden A tm u n g s-C h ro m o p ro te in e e rs c h e in t d em n ach sehr äh n lich . B e id e u n te rs c h e id e n sich von d en ge
w ö h n lic h e n E iw e iß k ö rp e rn d u rc h ih re n h ohen G e
h a lt a n b asisch e n A m in o sä u re n ( A rg in in , L ysin und H is ti d in ) , w o d u rc h sie d en H is to n e n äh n e ln .
D as H ä m o c y a n in g ib t au ß e rd em d ie X a n th o p r o te in re a k tio n , sow ie die R e a k tio n e n von M illon, A dam lciew iecz u n d M olisch. D em nach k o m m t in seinem M o lekül T y ro sin , T ry p to p h a n u n d w a h r
sc h ein lich e in e K o h le h y d ra tg ru p p e vor.
I I I . D as K u p fe r im H ä m o cya n in . D aß das K u p fe r ein n o rm a le r u n d k o n sta n te r B e sta n d te il des H ä m o c y a n in s ist, ste h t je tz t au ß er je d e r D is
kussion. I n d er fo lg en d e n T ab e lle sin d die von D h ere e rh a lte n e n W e rte des K u p fe rg e h a lts des H ä m o c y a n in b lu te s v ersc h ied e n er T ie re angegeben.
D ie b e a c h te n sw e rte n S ch w an k u n g en , die sich zw ischen ein em T ie r u n d dem a n d e re n beobachten lassen, h än g e n vor allem , w enn v ie lle ic h t auch n ic h t au ssc h lie ß lic h , von dem u n te rsc h ie d lic h e n H ä m o c y a n in g e h a lt d e r versch ied en en B lu ta rte n
Tabelle 2.
K upfergebalt, angegeben in mg in 100 ccm Blut.
Octopus v u lg a r is ... 23,5 Sepia o ffic in a lis ... ... 23,7 H elix p o m a t ia ... 7
9.5 10,0 6 9 3.5 6,1 Astacus fluviatilis .
Palinurus vulgaris.
Hom arus vulgaris . Cancer pagurus . . , Carcinus maenas . . Maja squinado Squilla m antis. . . . .
Q uagliariello : D as H äm ocyanin. 263 ab. So e n th ä lt zum B e isp ie l d as B lu t vo n Oc-
topus z irk a 9 % H äm o c y a n in , w ä h ren d das von M aja im M itte l n u r 1 % e n th ä lt.
V iel in te r e s s a n te r w äre, den K u p fe rg e h a lt re in e n H ä m o c y a n in s zu k ennen. A b er h ie r f ü r halben w ir n u r folgende A n g ab e n :
H ä m o c y a n i n aus Octopusblut
enthielt Cu 0,38 % nach H enze
„ aus S epiablu t
enthielt Cu 0 ,3 4 % nach G riffith s
„ aus Cancer blut
enthielt Cu 0,32 % nach G riffith s
„ aus TI om arushlut
en th ielt Cu 0,34% nach G riffith s
„ aus L im ulus p .-B lut
enthielt Cu 0,28 % nach A lsb e rg und C lark D ie Ü b erein stim m u n g zw ischen d e m H äm o- ey an in der M ollusken ( O ctopus u n d S e p ia ) u n d dem d e r C ru sta ce en ( C ancer u n d H o m a ru s ) is t b efried ig en d , w ä h re n d sie es f ü r L im u lu s seh r v ie l w en ig e r ist. A ber w ie w ir noch se h en w e r
d en , sc h e in t das H äm o c y an in dieses A rth ro p o d e n a u c h inoch in e in ig e n an d e re n E ig e n s c h a fte n von dem a n d e re r T ie re versch ied en zu sein.
V ie l in te re s s a n te r is t d ie F ra g e n ac h dem Z u s ta n d d e s K u p fe rs im H äm o c y an in m o le k ü l. F ü r e in ig e is t das H äm o c y an in , w ie das H äm o g lo b in , e in zu sam m engesetzter E iw eiß k ö rp e r, e n ts ta n d e n a u s d er V e re in ig u n g ein es P ro te in k e rn s m it e in e r p ro sth e tisc h e n k u p f e r h a ltig e n G ruppe.
A b er alle V ersuche, d ie g e m a c h t w u rd e n , um d ie se beiden K o n s titu e n te n zu tre n n e n , w aren v erg eb lich . N u r k ü rz lic h is t es P h ilip p i, d e r das B lu t von H e lix p o m a tia m it Ä tz k a li be
h an d e lte , geglückt, ein e b ra u n e F ä llu n g z u e r h a lte n , die neben einem K u p fe rg e h a lt von 7 % a u c h in te n siv e P y rro l- (F ic h te n sp a n -) R e a k tio n gab. D em nach sc h e in t au ch im H ä m o c y a n in , w ie im H äm oglobin u n d C hlorophyll, das M e ta ll an e in e n oder m e h re re P y rr o lr in g e g eb u n d e n zu sein.
E in w eiteres A rg u m e n t z u g u n s te n d ie se r A u f
fa s s u n g lä ß t sich aus d e n sp e k tro sk o p isch e n E ig e n s c h a fte n des H äm o c y an in s en tn e h m e n . (S ie h e sp äter.)
F ü r a n d e re h in g e g en is t d as H ä m o c y an in n ic h ts a n d e re s als e in K u p fe ra lb u m in a t. D ie V e r
fe c h te r dieses S ta n d p u n k te s s tü tz e n sic h v o r allem a u f die L e ic h tig k e it, m it d er d a s K u p fe r im H äm o c y a n in sic h tb a r g em ac h t w erd en k an n . W ä h re n d in d e r T a t H äm o cy an im b lu t o d er eine r e in e H ä m o c y an in lö su n g d ie K u p fe rre a k tio n e n (F e rro c y a n id , S ch w efelw a sse rsto ff) n ic h t geben, g e n ü g t le ic h te s A n sä u e rn in d er K ä lte , au ch m it v e rd ü n n te r E ssig säu re, daß d ie R e a k tio n p o sitiv w ird. M it A lk alien k a n n m an, ohne K u p fe r h in zu fü g e n zu m üssen, d ie B iu re tr e a k tio n e rh a lte n . D as H äm o cy an in von L im u lu s soll e in e n T eil s e in e s K u p fe rs schon d u rc h e in fa c h e D ialy se v e r lie re n . A ber das lä ß t sich m it dem H ä m o c y a n in a n d e r e r T iere sicher n ic h t a u s fü h re n . D en n w e d e r in d e r H itz e noch bei d e r A lk o h o lfä llu n g w ird d a s K u p fe r in F r e ih e it gesetzt.
H eft 14.1 6. 4. 1923J
W e n n alles dies au c h ze ig t, daß das K u p fe r im H ä m o c y an in sic h in e in e r v ie l la b ile re n F o rm b e fin d e t als das E is e n im H äm o g lo b in , so ge
s ta tte t es d o ch n ic h t, g eradesw egs das H ä m o c y a n in als ein K u p fe rp ro te in zu b e tra c h te n , das g leich ein em beliebigen d iss o z iie rb a re n K u p fe rsa lz , w en n auch n u r in g e rin g s te m G rad e, in P ro te in - an io n u n d K u p fe rk a tio n g esp alten ' w äre. G egen diese A r t d er A u ffa s su n g s p ric h t a u c h die T a t
sache, daß m a n K u p fe rio n e n a u f k e in e W eise im H äm o cy an in m o lek ü l, o h n e es v o rh e r m it, w enn au ch n u r ganz v e rd ü n n te n S ä u re n o der A lk a lie n b eh a n d elt zu haben, naeh w eisen k an n . A u ch n ic h t a u f sp ektroskopischem o d er spek tro p h o to - m e trisch e m W ege g lü c k t es, S p u re n v o n K u p f e r ion en im H äm o c y an in m o le k ü l z u en td ec k en .
D a h e r m uß sich das K u p fe r im H ä m o c y a n in en tw ed er in einem kom plexen I o n m a s k ie rt b e f in den, w ie in v ielen V e rb in d u n g e n zw ischen K u p fe r u n d A m in o sä u re n , P o ly p e p tid e n usw ., oder es b ild e t ta ts ä c h lic h d en T e il e in e r p ro s th e tis c h e n G ruppe.
•5. C hem ische u n d p h y s ik a lisc h e E ig e n sc h a fte n . I . L ö slic h k e it. D as H ä m o c y a n in is t in W asser in A bw esenheit von E le k tro ly te n u n lö slich . E s g e n ü g t schon, das B lu t von O ctopus m it d e s tillie r te m W asser zu v e rd ü n n e n , d a m it das H ä m o c y a n in a llm ä h lic h teilw eise a u s fä llt. D u rc h D ialy se is t es aber m öglich, aus dem B lu t d e r C ephalopoden u n d , w en n au c h m it etw as g rö ß e re n S c h w ie rig k e ite n , aus dem d e r A rth ro p o d e n , e in e v o lls tä n dige F ä llu n g des H äm o c y a n in s zu erzielen.
I I . K o a g u la tio n s- u n d F ä llu n g sr e a k tio n e n . D as H äm o c y a n in f ä ll t in d e r W ä rm e b e i e in e r T e m p e ra tu r von etw a 70 ° C aus. A lkohol, S ä t t i g u n g m it M a g n e siu m su lf a t u n d H a lb s ä ttig u n g m it A m m o n iu m su lfa t b ew irk e n v o lls tä n d ig e F ä llu n g . S ä ttig u n g m it K ochsalz u n d m it N a tr iu m s u lfa t fä lle n es n u r teilw eise. A lle diese M itte l fä lle n das H ä m o c y a n in , o h n e es zu v e r ä n d e rn . N u r das H ä m o c y a n in von L im u lu s Vver- lie r t n ac h A lsb e rg d u rc h die W ä rm e e in w irk u n g e in e n T e il seines K u p fe rs . D ie S alze d e r S ch w er
m e talle fä lle n das H äm o c y an in , u n d d ie se r N ie d e r
schlag ist, m it A u sn ah m e des m it B le ia c e ta t e r h a lte n e n , in einem Ü berschuß des F ä llu n g s m itte ls unlöslich. A u ch k o llo id ale M e talle sch lag en das H ä m o c y an in n ie d er, ebenso g a n z allg em ein elek- tro p o sitiv e K o llo id e ; d ie e le k tro n e g a tiv e n sin d u n w irk sam (B o tta z z i).
V e rd ü n n te A lk alien h e lle n d ie im m er etw as op aleszierende H ä m o c y a n in lö su n g v o lls tä n d ig au f.
K o n z e n trie r te A lk alien r u fe n an S te lle d ie ser W irk u n g in m anchen F ä lle n ein e m ä ch tig e G el- b ild u n g h erv o r. V e rd ü n n te S ä u re n , in S p u re n zugesetzt, fällen das H äm o c y a n in , aber d e r N ie d e rsc h la g löst sich so fo rt v ö llig d u rc h e in e n le ic h te n S äu reü b e rsc h u ß oder N e iitra lis ie r u n g . D as M in im u m d er H ä m o e y a n in lö slic h k e it e n t
sp ric h t e in e r W a sse rsto ffio n e n k o n z e n tra tio n von e tw a 2 X 10 ~ 5.
264 Q u a g lia riello : D as H äm ocyanin. r D ie Natur- LwiBsenschafteB
K o n z e n tr ie r te M in e ra ls ä u re n fä lle n das H ä m o c y a n in v o lls tä n d ig . E ise ssig is t u n w irk sam . A lle g ew ö h n lich en E iw e iß fä llu n g s m itte l fällten auch das H äm o c y a n in . ('So T a n n in , P ik rin s ä u re , E ssig sä u re , F e rro c y a n k a liu m , T ric h lo re ssig sä u re , P h o sp h o rw o lfra m sä u re , A sap ro l usw .)
I I I . S p ek tro sk o p isc h e E ig e n s c h a fte n . Im s ic h tb a re n S p e k tru m z e ig t d as O xyhäm ocyanin e in en s c h a rfe n u n d k r ä f tig e n S tre ife n im Gelb u n d d e n B e g in n eines zw eiten S tre ife n s im B lau.
D ie A chse des gelben S tre ife n s f ä llt beim O xy
h äm o cy a n in d e r M ollu sk en m it X = 579 {*.[/., bei dem d e r A rth ro p o d e n m it X — 563 (ip. zusam m en.
D er B e g in n des z w e ite n S tre if e n s lie g t f ü r beide etw a bei A. = 475 tjuju
D er S tr e if e n im G elb r ü h r t m it großer W a h r
sc h e in lic h k e it vom K u p fe r h er, w eil v iele kom plexe K u p fe rs a lz e (K u p fe ra m m o n ia k , V e rb in d u n g en des K u p fe rs m it A m in o sä u re n , P o ly p ep tid en usw .) e in e n ä h n lic h e n S tre ife n zeigen, w enn au ch die L age d e r A chse f ü r je d e K om ponente c h a ra k te ris tis c h ist. D e r b eg in n en d e S tre if e n im B lau s te llt d e n A u sg a n g s p u n k t des zw e ite n S tre ife n s im U ltr a v io le tt dar. D as re d u z ie rte H äm o c y an in z e ig t im s ic h tb a re n S p e k tru m k ein e n A b so rp tio n s
s tr e if en (.D h ere, Q u a g lia riello ).
Im U ltr a v io le tt zeigt das H äm o c y an in , w oher es au c h sta m m t, zw ei A b so rp tio n sstre ife n . D er e r s te lie g t b ei X = 278 [xa, d er zw eite bei X = 346 im. D e r e rs te is t allen E iw eiß k ö rp e rn g e
m ein sam u n d sc h e in t f ü r aro m a tisc h e K e rn e (T y ro sin , T ry p to p h a n usw .) c h a ra k te ris tis c h zu sein. D er zw eite h ä tte ein e w ese n tlich größere B e d eu tu n g . E r e n ts p ric h t dem S tre ife n d es Oxy
häm oglobins, d e r f ü r d ie o rg a n isc h e K om ponente der p ro sth e tisc h e n G ru p p e als c h a ra k te ris tis c h an g eseh en w ird , w eil ih n au ch das H äm a to p o r- p h y r in b esitzt. M an h ä tte d a h e r in d ie sem S tr e i
fe n d e n B ew eis f ü r d ie E x iste n z e in e r p ro sth e tisc h e n , d e r des H äm o g lo b in s analogen G ru p p e im H äm o c y a n in {D here).
Z w eifelsohne b ild e t d ieser S tre ife n , sow ie die T atsac h e, daß m an d u rc h A lk a liw irk u n g aus H ä m o c y a n in e in e n k u p f e r h a ltig e n A n te il, der in te n siv e P y rr o lr e a k tio n gibt, e rh a lte n k an n , die s tä rk s te n B e w e isg rü n d e zu g u n s te n der E x iste n z e in e r p ro sth e tisc h e n , k u p fe rh a ltig e n G ru p p e im H äm o c y an in m o le k ü l.
IV . B r e c h u n g s in d e x u n d optische D reh u n g . D e r Iu d e x der spezifischen R e fra k tio n (np) des H ä m o c y an in s (das h e iß t die V e rg rö ß e ru n g des B re c h u n g sin d e x des W assers, w enn in 100 ccm 1 g H äm o c y a n in g elö st is t) is t g leich 0,00197.
E r is t p ra k tis c h u n a b h ä n g ig von der T e m p e ra tu r, w en ig sten s zw ischen 10— 3 0 ° O ( Q uagliariello).
N ach G r if f i t h s ze ig t H äm o c y an in in e in e r v e r d ü n n te n L ö su n g von M a g n e siu m su lfa t igelöst eine spezifische D re h u n g f ü r N a tr iu m lic h t
[a]D = — 58,3°.
V . IsoeleTctrischer P u n k t. S e tz t m an L ö su n g en d ia ly s ie rte n H ä m o c y a n in s einem ele k trisc h e n
G efälle au s, so w a n d e rt es zu r A node. E s be
n im m t sich also w ie e in e lek tro n eg a tiv e s Kolloid.
F ü g t m a n aber zu r H äm ocyanirilösung e in e ver
d ü n n te S ä u re in der M enge, daß sich d e r zuerst g eb ild ete N ie d e rsc h la g w ieder a u f löst, u n d u n te r w ir f t d ie se L ö su n g e in e r K ata p h o rese , so w andert, das H ä m o c y a n in zu r K ath o d e , b e n im m t sich also w ie e in e le k tro p o sitiv es K olloid.
D as H ä m o c y a n in is t dem nach, w ie alle E iw e iß k ö rp e r, ein a m p h o te re r E le k tro ly t, der wie e in e S ä u r e o d er ein e B ase d isso z iie rt, je n ach der K o n z e n tra tio n der W a sse rsto ffio n e n des M ilieus, i n d em e r sich g elö st b efin d e t. D er iso e le k triseh e P u n k t, d. h. d ie K o n z e n tra tio n d e r W assersto ff- ionen, bei d e r das H äm o c y an in ü b e rh a u p t n ic h t oder n u r in S p u re n z u r A node u n d z u r K ath o d e w an d ert, e n tsp ric h t ein er [H ’] — 2,1 x 10 (PH = 4,7). U n d d a am iso e le k trisch e n P u n k t d ie D isso z ia tio n sk o n sta n te der S ä u re ( K a ) des A m pholyten sich zu d e rje n ig e n d er B ase (Kb) v e rh ä lt, w ie die K o n z e n tra tio n d e r W a sse rsto ff-
A A T t A V Ka M
ionen zu d e r d er H y d ro x y lio n en 80 e rg ib t sich = 7 x 105.
D a ra u s fo lg t, daß d ie sa u re D issoziationskon- s ta n te des H äm o c y a n in s v iel grö ß er is t als die b asisch e D isso z ia tio n sk o n sta n te , das h e iß t, daß das H ä m o c y a n in ein e viel stä rk e re S ä u re als Base ist, u n d daß es sich im B lu t, das im m er le ich t alk alisch e R e a k tio n h a t, m e h r oder w e n ig e r vo ll
stä n d ig als Salz-, N a triu m - oder I^alium -H äm o- c y a n in a t, v o r fin d e t {Q uag lia riello ).
V I. W id e r s ta n d s fä h ig k e it des H ä m o cya n in s g egen F ä u ln is. D ie L ö su n g en re in e n H äm o c y an in s zeigen ein e b em erk en sw e rte W id e rs ta n d s fä h ig k e it g eg e n ü b er F äu ln isp ro z esse n . A u ch das H äm o- c y a n in b lu t w id e r s te h t d er F ä u ln is v iel lä n g e r als ein e g ew ö h n lich e E iw eiß lo su n g .
W ä h re n d d e r F ä u ln is e n tf ä r b t sich d a s B lut.
E s h a n d e lt sich aber um e in e n e in fa c h e n R e d u k tionsprozeß, n ic h t um ein e Z e rs tö ru n g des H äm o cy an in s, w eil d ie g e fa u lte L ö su n g b eim S ch ü tte ln m it der L u f t ih re b la u e F a rb e w ied er an n im m t, g en a u so w ie ein e H äm o g lo b in lö su n g u n te r den g le ich e n B e d in g u n g e n ih re ro te F a rb e w ieder e r
w ir b t (F r e d e ric q ).
V I I . K a ta ly tis c h e E ig e n sc h a fte n . H äm o c y an in z e rse tz t W a sse rsto ffsu p e ro x y d . E s b e sitz t a u ß e r
dem re d u z ie re n d e u n d o x y d ie re n d e 'E ig e n sc h a fte n . So re d u z ie r t es e in ig e S u b stan z en w ie F e r ri- c y a n id u n d K a liu m p e rm a n g a n a t, w ä h ren d es g eg en ü b er a n d e re n S u b stan zen , w ie M eth y len b lau , k ein e W irk u n g zeigt.. E s ist a u ffa lle n d , w ie sich O xyhäm ocyanin sp o n ta n n ic h t re d u z ie rt. A sep
tis c h gew onnenes u n d von B lu tk ö rp e rc h e n b e fre i
te s H ä m o c y a n in b lu t oder asep tisch baw. m it A n tis e p tic is v e rw a h rte L ö su n g en von Oxyhämo- cy a n in b e w a h re n ih re b la u e F a r b e unbegrenzt.
E in e L ö su n g von k r is ta llis ie r te m o der dialysier- te m H ä m o c y a n in b lä u t G u aia k . D ie R eaktion v e r lä u f t in A n w ese n h eit v o n W asserstoffsuperoxyd
H e f t 1 4 . 1
6 . 4 . 1 9 2 3 J Q u a g lia riello : D as H äm ocyanin. 265
sch n eller u n d s tä rk e r, f in d e t aber au ch o h n e es s ta tt. S e h r w a h rsc h e in lic h is t diese W irk u n g an die A n w e se n h e it von K u p fe r im H äm o c y an in - inolekül g e b u n d e n {Q uagliariello).
6. V e r b in d u n g e n des H ä m o cya n in s m it Gasen.
D ie w ic h tig s te V erb in d u n g , d ie H ä m o c y a n in m it G a se n eingehen kan n , is t zw eifelsohne d ie m it S au ersto ff,, die schon 1847 von H a rle ß b em e rk t u n d d an n von allen B e o b ac h tern b e s tä tig t w urde.
D iese V e rb in d u n g is t w en ig sta b il, so daß A u s
pum pen (in V e rb in d u n g m it le ic h te r E rw ä rm u n g ) oder D u rc h le ite n ein es in d if f e re n te n G ases ( S tic k sto ff, W a sse rsto ff) g e n ü g t, u m sie zu tre n n e n . (S ie h e w e ite r u n te n 'bei: D isso z ia tio n des Oxy- h äm ocyanins.) D as H äm o c y an in e x is tie rt d a h e r w ie das H äm oglobin in zwei F o rm e n : als b la u g e fä rb te s O xyhäm ocyanin u n d als u n g e fä rb te s r e d u z ie rte s H äm o c y an in .
K o h le n sä u re e n tf ä r b t Oxyh ärnocy an inlös un gen schneller als jed es an d e re Gas. D as r ü h r t d ah e r, la ß es n ic h t n u r w ie jedes a n d e re in d if f e r e n te G as w irk t, in d e m es d e n S a u e r s to f f a u s tre ib t, so n d e rn auch als S ä u re , in d e m es das H ä m o c y a n in a u s s e in e r B in d u n g an die A lk alien v e rd rä n g t.
T a ts ä c h lic h k a n n sie, w en n ih r e E in w ir k u n g v e r
lä n g e r t w ird , T rü b u n g d e r L ö su n g u n d sc h lie ß lic h A u sfä llu n g des H äm o c y a n in s h e rb e ifü h re n .
I s t d ie H äm o c y an in lö su n g se h r a rm an S alzen u n d lä ß t m an K o h le n s ä u re h in d u rc h p e rle n , so b ild e t sich zu e rst ein N ie d e r sc h lag (iso e le k trisc h e r P u n k t), d e r sich d a n n w ied e r a u f lö st (B ild u n g von k o h len sau rem H ä m o c y a n in ).
A uch K ohlenoxyd e n t f ä r b t H ä m o c y a n in , das aber im G egensatz zu dem, w as m it d em H ä m o globin gesch ieh t, n ic h t sein e F ä h ig k e it v e r lie r t, sich d urch S a u e rs to ffw irk u n g w ied e r zu färb en . D aher b ild e t sich en tw e d er k e in K ohlenoxydhäm o- ey an in o der es ist, im G eg en satz zum K o h le n oxydhäm oglobin, le ic h t d isso ziie rb ar. I n Ü b e re in stim m u n g h ie rm it is t K o h le n o x y d f ü r T ie re m it tiä m o c y a n in b lu t n ic h t g iftig .
M it Stickoxyd1 (N O ) b ild e t H ä m o c y a n in e in e stabile, g rü n g e fä rb te , k r is ta llin is c h e V e rb in d u n g , d ie sic h im V ak u u m n ic h t e n tfä rb t.
S ch w efelw a sse rsto ff, S ch w efelam m o n iu m und g anz allgem ein a lle R e d u k tio n s m itte l red u z ieren O xyhäm ocyanin. C y a n w a sse rsto ff u n d die C ya
n id e e n tfä rb e n O xyhäm ocyanin. E s b ild e t sich w ah rsch e in lich ein C y an h äm o cy an in , analog dem C yanhäm oglobin, das aber kein c h a ra k te ristisc h o s S p e k tru m b e s itz t un d s ic h n u r schw er in Oxy- h äm ocyanin v erw an d eln läßt.
W ic h tig is t das V e rh a lte n des O xyliäm ocyanins gegenüber F erric y am k aliu m . B e k a n n tlic h w a n delst sich m it F e rric y a n id b eh a n d e lte s O xyhäm o
globin in M ethäm oglobin um , w ä h re n d e in V o lu m en S au ersto ff, das 'dem an H äm o g lo b in g e f u n denen e n tsp ric h t, in F r e ih e it g e se tz t w ir d u n d l a s F e rric y a n id sich in F e rro c y a n id verw andelt.
B e h a n d e lt m an ein e L ösung von O xyhäm ocyanin (o d er auch das B lu t) m it F e r ric y a n id , so n im m t es e in e schöne sm a ra g d g rü n e F a r b e an, o h n e im
ü b rig e n seine sp ek tro sk o p isch en E ig e n s c h a fte n zu v e rä n d e rn . F e rric y a n id w ird re d u z ie rt, aber es e n tw ic k e lt sich k ein S a u e rsto ff. S e tz t m an die sm a ra g d g rü n e L ö su n g d e m V a k u u m (v erb u n d en m it le ic h te r E rw ä rm u n g ) aus, so e n tfä rb t sie 3ich u n d n im m t ein e le ic h te G e lb fä rb u n g an, d ie von anw esendem F e r ric y a n id h e r r ü h r t . A lles das zeigt, daß e in dem M e th äm o g lo b in analoges M et- h äm o cy a n in n ic h t e x is tie rt.
7. S p e z ifis c h e S a u e r sto ffK a p a zitä t. W ir be
sitze n kein e A ngabe ü b e r d ie S a u e r s to f f m enge, d ie rein e s H ä m o c y a n in b in d e n k a n n . A b er w ir b e sitz en d a f ü r m e h re re A n aly sen des S a u e r s to f f g eh a lte s an d e r L u f t g e s ä ttig te n H ä m o c y an in - b lu te s von M ollusken u n d A rth ro p o d e n . E in ig e d ie se r A ngaben, d ie n e u e ste n u n d z u v e rlä ssig ste n , sin d in d er fo lg en d e n T ab elle z u sa m m e n g e ste llt:
T abelle 3.
100 ccm des lu ftgesättigten häm ocyauinhaltigen B lutes en th ielten :
Art Sauerstoff
in 100 ccm Untersucber
8,7 H enze
n n ... 3,9 - 4 , 2 Dliöre
M n 4,2 —5 W in te r s te in
H elix p o m a tia ... 1,15— 1,28 Cuenot
„ „ ... 1,45 D here
„ aspersa ... 1,2 Cu¬ Astacus flu v ia tilis ... 2,4 Dhere Homarus v u lg a r is ... 3 — 3,1 Vf Oft Cancer pagurus ... 1,6 ‘ „
O < Palinurus vulgaris... 1,43—1,48 W in te rste in
£
'S Maja sq u in a d o ... 0,84— 1,13 „
< Limulus p oliph em u s... 2,7 J o ly e t und V iallanoes D iese A n g ab en zeigen u n m itte lb a r, daß n u r ein k le in e r T e il des im B lu t d ieser T ie re e n th a lte n e n S a u e rs to ffs p h y sik a lisc h g elö st' sein, k a n n ; d er g rö ß ere T e il m uß in ch em isch er B in d u n g v o r
liegen. B ei 15 ° C lösen in d e r T a t 100 ccm W asser n u r 0,7 ccm S a u e rsto ff, un d das M eerw asser, dem das B lu t d ie ser T ie re g e g e n ü b e rg e s te ilt w erd en m uß, lö st n u r 0,6 ccm. B e tra c h te n w ir als B e i
spiel das B lu t von O ctopus vu lg a ris: 100 ccm
■dieses B lu te s bei A tm o sp h ä re n d ru c k g e s ä ttig t e n t h a lte n im M itte l 4,4 ccm S a u e r s to f f ; da n u r 0,6 ccm gelöst sein k ö n n en , m üssen die an d e ren 3,8 ccm vom H äm o c y an in ch em isch .gebunden sein, das der e in z ig e in d ie se m B lu t e n th a lte n e E iw eiß k ö rp e r ist. D a a n d e rse its d e r H äm o c y an ln - g e h a lt des B lu tes von O ctopus im M itte l 9 % b e
tr ä g t, k a n n m an b erech n en , daß 1 g H ä m o c y a n in bei 15 ° C und A tm o sp h ä re n d ru c k ^ — 0,42 ccm3 8 O2 b in d e t. E in G ram m H äm o g lo b in b in d e t u n te r den gleichen B e d in g u n g e n 1,34 ccm 0 2; d ara u s fo lg t, daß die S a u e r s to f fk a p a z itä t des H äm o cy a n in s etw a ein D r i tte l der des H äm oglobins b e trä g t.
Nw. 1923 35
266 Q u agliariello: D as H äm ocyanin. [ D ie Natur- L W issenschaften
W enn m a n je tz t a n n im m t, d aß ein A to m des im H ä m o c y a n in e n th a lte n e n K u p fe rs ein A tom S a u e r s to f f b in d e t, so m üssen, d a das A to m g ew ic h t des K u p fe rs 63,3 ist, 63,3 g K u p fe r 16 g g le ic h 11 200 ccm S a u e r s to f f en tsp re ch e n . E in e m G ra m m K u p fe r d em n ach gg g = 1 7 6 ccm 0 2.
D a das H ä m o c y a n in 0,335 % K u p fe r e n th ä lt, fo lg t, daß ein G ra m m H ä m o c y a n in 0 ,3 5 x 1 7 6
100 = 0,6 ccm 0 2 b in d e n m uß. D ieser W e rt is t von dem v o rh e r aus d e m S a u e r s to f f g e h a lt des B lu te s e r rec h n ete n n ic h t sehr v ersc h ied e n ,
S e h r w ic h tig sin d in d ieser H in s ic h t U n te r su ch u n g en vo n D here. D ieser V erfa sse r h a t v e r
schiedene K u p fe r- u n d S a u e rsto ffb e stim m u n g e n in dem selben B lu t g em acht, u m zu sehen, ob zw ischen d iesen beid en E le m e n te n e in e P ro p o r
t io n a lit ä t b e ste h t. D ie von ih m e rh a lte n e n W e rte sind der T abelle 4 zu e n tn eh m e n , w obei d e r p h y sik a lisc h gelöste S a u e r s to f f abgezogen un d f ü r H äm o c y a n in ein K u p fe rg e h a lt von 0,35 % a n g enom m en is t .
m ögen von se ite n des H äm o cy an in s v erä n d ern , oder das H ä m o c y a n in d e r M ollusken u n te rsc h e id e t sich von dem d e r A rth ro p o d e n .
8. D isso zia tio n des O xyhäm ocyanins. D ie w ese n tlich e F u n k tio n des O xyhäm ocyanins is t zw eifelsohne g le ich d e r des H äm o g lo b in s: den S a u e rs to ff d er A u ß en w elt zu b in d e n u n d ih n zu d en G ew eben zu tra n s p o rtie r e n . D er M ech an is
m us, m it dem das H ä m o c y a n in d iese F u n k tio n e r fü llt, b e r u h t n ic h t a u f d e r V e rsc h ie d e n h e it d e r S a u e rs to ffs p a n n u n g d e r Gewebe geg en ü b er der A u ß en w elt. W ä h re n d es n ä m lic h le ic h t ist, dem H ä m o c y a n in d en S a u e rs to ff zu en tzie h en , wenn m an m it d e r D ru c k v e rm in d e ru n g ein e le ic h te E r w ä rm u n g (40— 45 ° C) v e rb in d e t, ze ig te n A lsberg u n d ClarTc am B lu t von L im u lu s , B o tta z z i a n dem von O ctopus, daß bei g ew ö h n lich e r T e m p e ra tu r sich das H ä m o c y a n in a u c h n ic h t bei einem D ru c k von 0,02 m m H g d isso ziie rt. D a n u n die T ie re m it H ä m o c y a n in b lu t im allgem einen bei e in e r T em p e
r a tu r von u n g e fä h r 15 ° C leben, is t k la r, daß der M ech an ism u s des G asw echsels dieser T ie re a n d e re r N a tu r se in m uß. A u g en sc h ein lich is t es dieselbe T abelle 4.
100 ccm H äm ocyaninblut enthalten Sauerst off ccm
Gesamt Physikal.
g e lö st Gebunden
Kupfer m g
An ein Gramm K upfer gebundene ccm Sauerstoff
H elix pomatia O ctopus vu lgaris.,
v r • '
Homarus vulgaris A stacus fluviatilis Cancer pagurus . . ,
D e r m ittle re D u rc h s c h n itt dieser W e rte zeigt also, daß a u f ein G ra m m K u p fe r eine S a u e r s to f f
b in d u n g von 179 ccm e n tfä llt. W ir h ab e n schon gesehen, daß sich re c h n e risc h f ü r jedes G ram m K u p fe r 176 ccm Saxier,stoff ergeben, w en n m an a n n im m t, daß die b e id e n E le m e n te sich A tom f ü r A tom v e rb in d e n .
I m m e rh in d a r f m an n ic h t v erb erg en , daß die A b w eic h u n g en vom M itte lw e rt 179 ccm, abgesehen davon, daß sie b e trä c h tlic h s in d — w as m it m eth o d ischen I r r t ü m e r n (die in diesem iSpezialfall noch m it d e r N o tw e n d ig k e it, m it k le in e n M engen a r b e ite n zu m üssen, b esch w ert sin d ) noch e r k lä r t w erd en k ö n n te — sy ste m a tisc h e r N a tu r sin d . T a t säch lich fin d e n w ir f ü r d ie M ollusken im m er ge
r in g e re , f ü r d ie A rth ro p o d e n ste ts h ö h ere W e rte als die b ere ch n eten . D a h e r h a n d e lt es sich w a h r
sc h e in lic h n ic h t u m e in e n I r r tu m , so n d e rn im B lu t d e r b eid en u n te rs u c h te n A rte n e x istie re n B e d in g u n g e n , w elche das S a u e rsto ffb iu d u n g sv e r-
M ollusken
1,45 0,6 0,85 6,5 130
2,20 0,6 1,60 11,5 139
4,20 0,6 3,60 28,5 126
3,90 0,6 3,30 23 143
A rth ro p o d en
3,00 0,6 2,40 9,5 252
3,10 0,6 2,50 10,5 238
2,40 0,6 1,80 8 225
1,60 — 1,00 5,5 182
M ittel 135
M ittel 224
G esam tm ittel. . . 176
K o h le n sä u re , d ie sich bei d er Z e lltä tig k e it bildet, die d u rc h A n s ä u e ru n g des B lu te s eine V e rm in d e r u n g d e r e le k tro ly tisc h e n D isso ziatio n des H ä m o c y a n in s h e r b e if ü h r t u n d so se in S a u e rsto ffv e rb in - d u n g sv e rm ö g e n v e r rin g e r t. I n B e rü h ru n g m it den B ra n c h ia lv e n e n g e h t d ie K o h le n sä u re , d ie im venösen B lu t e in e g rö ß ere S p a n n u n g h a t als in d er A u ß en w elt, in d ie s ü b er. D ie A c id itä t des B lu te s v e r r in g e r t sich, die D isso ziatio n des H ä m o cy a n in s n im m t zu u n d d a m it seine F ä h ig k e it, S a u e rs to f f zu b in d e n . B e k a n n tlic h h a t d ie se r M e
ch a n ism u s a u c h f ü r die A tm u n g s fu n k tio n des H äm o g lo b in s g roße B e d e u tu n g , u n d f ü r homo- io th e rm e T ie re m it h äm o g lo b in h a ltig e m B lu t ist er zw eifellos d e r w ic h tig s te M e ch a n ism u s ihres G as Wechsels. W e n n d ie U n te rs u c h u n g e n von A ls berg u n d ClarTc r ic h t ig sin d u n d , w ie au s dem V ersu ch v o n B o tta z z i h e rv o rzu g e h en sc h ein t, auf alle T ie re m it H ä m o c y a n in b lu t au s g e d e h n t w erden k ö n n en , so m uß m a n an n eh m en , daß bei einer
Q uagliariello : D as H äm ocyanin. 267 T e m p e ra tu r von 15 ° 0 O xyhäm ocyanin p ra k tis c h
als e in e fe ste V e rb in d u n g an g eseh en w e rd e n m uß, da es se ih st b e i e in e r H e ra b se tz u n g d er S a u e r sto ff- p a r tia ls p a n n u n g von 150 a u f 0,02 m m H g n ic h t in w a h rn e h m b a re r W eise d isso ziie rt. D a h e r b e r u h t d er M e ch a n ism u s der A tm u n g s fu n k tio n des H ä - m o c y an in s im w esentlichen a u f d e r R e a k tio n s- v erä n d ertu n g , d ie das B lu t e rle id e t, w en n es von d e n in te rs titie lle n L a k u n e n , wo es d ie E n d p ro d u k te des Z ellsto ffw ech sels a u fn im m t, zu den B ran e h ia lv en e n w a n d e rt, wo es m it d e r A u ß e n lu ft in B e rü h ru n g k o m m t u n d sic h des w ic h tig ste n dieser S to ffe , n äm lic h d er K o h le n s ä u re , e n tle d ig t.
9. A n tig e n e E ig e n s c h a fte n u n d G ifti g k e it des Iiä m o c y a n in s. D as H ä m o c y a n in b e s itz t zum U n te rsc h ie d von H äm o g lo b in d e u tlic h a n tig e n e E ig e n sc h a fte n . D ü n g e rn g e la n g es, d u rc h i n t r a venöse E in s p ritz u n g des B lu te s v o n O ctopus v u lg a ris u n d M aja squinado b eim K a n in c h e n die B ild u n g von P rä z ip itin e n zu erzielen . U n d k ü rz lic h h a t S c h m id t d u rc h s u b k u ta n e E in s p r itz u n g e n v o n H äm o c y an in , das au s dem B lu t von H a lio tis (G a stro p o d en ) gew onnen w ar, d ie B ild u n g von k o m p le m e n tb in d e n d en A n tik ö rp e rn u n d P r ä z ip i
tin e n e rh a lte n . M it dem selben H ä m o c y a n in ge
la n g es au ch S c h m id t, M eerschw einchen zu se n si
b ilis ie re n u n d e in e n an a p h y la k tisc h e n Schock h e rv o rz u ru fe n .
F e r n e r fo lg t au s den U n te rs u c h u n g e n von D ü n g e r n die w ich tig e T atsac h e, daß d ie im K a n in c h e n b lu t d u rc h E in s p ritz u n g e n des B lu te s von M aja e rh a lte n e n P rä z ip itin e n u r g eg e n ü b er dem B lu t dieses T ieres sowie a n d e re r C ru sta z e e n w irk sa m sind, w ährend sie g eg e n ü b er dem M o llu sk en b lu t keine W irk sa m k e it e n tfa lte n . D ieses E rg e b n is is t au ß e ro rd e n tlic h w ic h tig , w eil es d a s s tä rk s te A rg u m e n t f ü r das V o rh a n d e n se in w e n ig ste n s zwei verschiedener H äm o c y a n in e bei den b eiden K lassen der W irbellosen b ild e t.
W as die G iftig k e it des H äm o c y a n in s b e tr if f t, so g ib t es in d er L ite r a tu r n u r w en ig e u n d n ic h t g u t ü b ere in stim m en d e A ngaben. A u s U n te r su c h u n g e n , d ie au g e n b lic k lic h a u f der zoologischen S ta tio n in N eapel d u r c h g e fü h r t w erden, scheinen d ie M e in u n g sv e rsc h ie d e n h e ite n ü b er d ie G if tig k e it des H ä m o c y a n in s d a h e r zu r ü h re n , daß n ic h t alle H ä m o c y an in e g leich g if tig sin d . D as der M ollusken sc h e in t u n v e rg le ic h lic h viel g if tig e r zu sein als das der C ru stazeen . A u ß erd em sin d n ic h t alle T ie re gleich e m p fin d lic h g e g e n ü b e r der W ir k u n g d e s H äm o c y an in s, K a n in c h e n zeigen eine viel g rö ß ere W id e rs ta n d s fä h ig k e it als H u n d e und M eerschw einchen. S ich e r ist, daß d u rc h D ialyse oder K r is ta llis a tio n h e rg e ste llte s H ä m o c y a n in aus C ephalopodenblut f ü r H u n d e u n d M eersch w e in chen au ß e ro rd e n tlic h g if tig ist. D ie tö d lic h e M i
nim ald o sis f ü r M eersch w ein ch en b e trä g t w en ig er a ls 0,1 mg pro kg T ie r. H u n d e v e r tr a g e n viel m e h r, aber schon D osen von e in ig e n m g p ro kg T ie r bew irken schw ere V e r g iftu n g s e rs c h e in u n g e n .
W en ig e S ekunden bis eine M in u te n ac h i n t r a v en ö ser E in sp ritz u n g t r i t t das T ie r in ein S ta
H e ft 14.1 6. 4. 1923J
d iu m w a c h sen d e r U n ru h e . Z u g le ic h e r Z e it zeigen sic h B rech b ew eg u n g en , die sp ä te r v o n ric h tig e m E rb re c h e n g e fo lg t sin d . O ft w ird S tu h l u n d U rin gelassen. D a n n w ird das T ie r unbew eglich, d ie A u g en s in d g e ö ffn e t, d ie A tm u n g i s t tie f . E s sc h e in t sic h in tie f e r N a rk o se zu b e fin d e n , aber der C o rn ea lrefle x is t n ic h t a u fg e h o b e n u n d es re a g ie r t w e ite r a u f H a u tre iz e . D ie se r Z u sta n d allg em ein e r D ep ressio n u n d M u sk e le rsc h la ffu n g d a u e rt v e rsc h ied e n la n g e Z e it, je n a c h d e r M enge des e in g e s p ritz te n H ä m o c y an in s. W a r d ie tö d lich e D osis n ic h t e rre ic h t, so k e h r t d as T ie r g e w isse r
m aßen u n v e r m itte lt zu m N o rm a lz u sta n d zu rü c k . D ie physiologische A n aly se h e b t d ie B lu td ru c b - sen k u n g sow ie d ie U n g e rin n b a rk e it d es B lu te s herv o r.
10. E in h e itlic h k e it des H ä m o cya n in s. E in e le tz te noch n ic h t glanz g e k lä rte F r a g e is t die, ob im g an zen T ie rre ic h n u r e in ein zig es H ä m o c y a n in e x istie rt, o d er ob das H äm o c y a n in d e r M ollusken von d em d e r A rth ro p o d e n v ersc h ie d e n is t, o d er ob sc h lie ß lich au ch in n e rh a lb der M ollusken u n d der A rth ro p o d e n es v ersc h ie d e n e H ä m o c y a n in e g ib t.
D aß im g an z en T ie rr e ic h e in e in h e itlic h e s H äm o c y an in v o rh e rrsc h t, sc h e in t w e n ig w a h r
sch ein lich , da schon z a h lre ic h e U n te rsc h ie d e zw ischen dem H ä m o c y a n in d e r M ollusken u n d dem d er A rth ro p o d e n v o rg e b ra c h t w o rd e n sind.
I c h e rin n e re an d ie w ic h tig s te n d ieser U n te r schiede :
1. D as H ä m o c y a n in d er C ephalopoden i s t f ü r H u n d e u n d M eerschw einchen v ie l g if tig e r /als das d er C ru stazeen .
2. D ie P rä z ip itin e , die sich im K a n in c h e n b lu t a u f E in s p ritz u n g e n des B lu te s von M aja h in b il
den, fällen allg em ein d a s H ä m o c y a n in d e r C r u s t
azeen, aber n ic h t das d er M ollusken.
3. D as S a u e rsto ffb in d u n g sv e rm ö g e n des Mol- lu sk e n -H ä m o cy a n in s is t b e trä c h tlic h viel1 h ö h e r als das d er A rth ro p o d e n .
4. D as A rth ro p o d e n -H ä m o c y a n in w id e rs te h t d er D ialy se besser als das d er M ollusken.
5. D as H äm o c y a n in d e r M ollusken k r is ta lli
s ie r t m it gro ß er L e ic h tig k e it, das der A rth ro p o d e n m it so g ro ß e r S c h w ie rig k e it, daß es bis h e u te n u r bei P a lin u ru s g elu n g en ist, es k r is ta llin is c h zu e r h a lte n .
6. D as H äm o c y an in d er M ollusken g ib t v io le tte , das der A rth ro p o d e n ro te B iu re tr e a k tio n .
7. D ie A chse des A b so rp tio n sb a n d es im Gelb b e fin d e t sich beim O xyhäm ocyanin d er M ollusken w e ite r n a c h rech ts, gegen ro t zu, als b eim Oxy
h äm o cy a n in d er A rth ro p o d e n .
A lle d iese T a tsa c h e n sp rec h en f ü r d a s V o rh a n d en sein v o n w en ig sten s zwei H äm o c y a n in e n , aber es i s t n ic h t ausgeschlossen, daß noch m e h r als zwei e x istie re n . B eispielsw eise is t es n ic h t u n w a h r sch ein lich , daß das H ä m o c y a n in aus dem B l u t von L im u lu s polyp h em u s, das, w ie w ir g eseh e n haben, in so v ie ler H in s ic h t e in ganz beso n d eres V e rh a lte n zeig t, von dem aller a n d e re n T ie re u n s e re r G egen
den versch ied en is t. A n d e rs e its e n ts p r ic h t k ein es
