Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gesamtgebiete der latnrwissenschaften. 



XXV. Jahrg. 



6. Oktober 1910. 



Nr. 40. 



Kasimir Fajans: Über die stereochemische 

 Spezifität der Katalysatoren. (Verhaodl. des 



Naturli.-mediz. Vereins zu Heidelberg 1910, N. F., Bd. 10, 



S. 356—449; Zeitschr. f. pliysik. Chem. 1910, Bd. 73, 



S. 25—96.) 



Für die Durchführung der von Berzelius, 



Schönbein, Ostwald u. a. vertretenen Auffassung, 



daß die Wirkungen der geformten Fermente und der 



Enzyme zu den katalytischen Prozessen gehören, war 



es von großer Bedeutung, daß es Bredig und seinen 



Schülern in vielen Punkten gelang, Analogien zwischen 



diesen beiden Klassen aufzufinden. 



Ein kurzer Rückblick soll das Werden dieses 

 Gebietes skizzieren. Berzelius war es, der den ent- 

 sprechenden zweckmäßigen Begriff schuf, mittels dessen 

 beide scheinbar entfernt voneinander liegende Klassen 

 von Erscheinungen verbunden waren. Ostwalds großes 

 Verdienst ist es aber, mit seiner experimentellen Defi- 

 nition: „Ein Katalysator ist jeder Stoff, der, ohne im 

 Endprodukt einer chemischen Reaktion zu erscheinen, 

 ihre Geschwindigkeit verändert" — den mystischen 

 Nebel in der Auffassungsweise der Fermentationen zu 

 entfernen und dadurch freie Bahn zu schaffen für 

 bewußte und zweckmäßige Forschung sowohl der 

 Reaktionen, die von Katalysatoren, wie auch derjenigen, 

 die von Fermenten begleitet sind. Die Resultate dieser 

 auf den Gesetzen der chemischen Kinetik basierenden 

 Forschung waren an sich schon ungewöhnlich reich, 

 führten aber andererseits noch solche Tatsachen ans 

 Licht, die nach Erweiterung der Ostwaldschen Defi- 

 nition verlangten. Und Bredig war es, der durch 

 Erweiterung des alten Begriffes diesen den neuen 

 Tatsachen anpaßte und Direktiven für weitere 

 Forschung auf diesem Gebiete in folgender Definition 

 zusammenfaßte: „Die Katalysatoren sind Stoffe, welche 

 die Geschwindigkeit einer Reaktion verändern, ohne 

 daß stets eine stöchiometrische äquivalente Beziehung 

 der eventuell umgewandelten Menge des sogenannten 

 Katalysators zu der Menge der anderen umgewandelten 

 Substanzen, der sogenannten Substrate, besteht." Es 

 ist darauf zu achten, daß sowohl die Ostwaldsche 

 Definition, wie auch die Bredigsche, die implizite 

 die Ostwaldsche enthält, weder über die Menge noch 

 über den Mechanismus der Katalyse etwas voraus- 

 sieht : es ist methodisch gleichgültig, in welchen Mengen 

 der Beschleuniger bei der Reaktion beteiligt ist; es 

 ist auch gleichgültig, auf welchem Wege die Be- 

 schleunigung zustande kommt; es kommt nur darauf 

 an, daß der Beschleuniger den in der Definition aus- 

 gedrückten Bedingungen entspreche. 



Dank der in diesem Sinne geleiteten Unter- 

 suchungen gelang es, wie gesagt, besonders Bre- 

 dig und seinen Mitarbeitern, die Identität der 

 Wirkungsweise der Fermente und der Katalysa- 

 toren äußerst wahrscheinlich zu machen. Es ist 

 nämlich gefunden worden, daß sowohl Fermente, 

 wie Metallsole als Katalysatoren angewandt, hohe 

 Empfindlichkeit gegen Temperaturänderungen zeigen, 

 daß die Wirkungen der beiden Stoffe mit einem 

 Temperaturoptimum verbunden sind, daß ferner beide 

 Stoffe ihre Wirksamkeit bei Gegenwart von fremden 

 Zusätzen, besonders von Giften (H 2 S, HCN u. dgl.) 

 einbüßen. Auch das eigentümliche Zeitgesetz der 

 Fermentreaktionen läßt sich bei den Katalysator- 

 reaktionen wahrnehmen, und ebenso wie das Ferment 

 kann auch unter Umständen der Katalysator während 

 der Reaktion verschwinden. Auch noch andere Ana- 

 logien sind gefunden worden (Biochem. Zeitschr. 1907, 

 6, 283). 



Damit ist eine Brücke zwischen den beiden Er- 

 scheinungsklassen geschlagen worden, und es tauchte 

 das Bedürfnis auf, für die scheinbar wesentlichste 

 Eigenschaft der Fermente, nämlich für die stereo- 

 chemische Spezifität, ein Analogou bei den 

 Katalysatoren zu finden. 



Bekanntlich beruht diese Spezifität darauf, daß die ge- 

 formten Fermente und die Enzyme auf strukturchemisch 

 identische, aber stereochemisch verschiedene Substrate, 

 speziell auf die Antipoden, ganz spezifisch verschieden 

 einwirken. So wirkt nach Pasteur Penicillium glau- 

 cum zersetzend nur auf die Rechtsweinsäure und läßt 

 die Linksweinsäure unverändert, und von Hefe werden 

 nach E. Fischer nur die d- Formen der Glucose, 

 Fructose, Mannose, Galaktose leicht angegriffen, 

 während die 1- Formen innerhalb acht Tagen keine 

 größere C0 2 Entwickelung als in Wasser allein geben. 

 Es ist weiter bekannt, daß, während die «-d-Glucoside 

 von den Hefefermenten hydrolysiert werden , nach 

 längerer Einwirkung derselben auf oc-1-Methygluco- 

 side keine Hydrolyse wahrgenommen werden konnte. 

 Die ganze Zuckergruppe ist übrigens durch dieses 

 spezifische Verhalten der Fermente charakterisiert. 



Bemerkenswert ist aber die Tatsache, daß außer 

 der Zuckergruppe, in der nur einer der beiden Anti- 

 poden praktisch angegriffen wird, in allen übrigen 

 Klassen der fermentativen Prozesse die beiden Anti- 

 poden nur in ungleichem Maße, mit verschiedener 

 Geschwindigkeit von Fermenten angegriffen werden. 

 Die nähere Betrachtung des ganzen Gebietes ergibt 



