Naturwissenschaftliclie Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Eortschritte auf dem G-esamtgeMete der laturwissenscliafteii. 



XXVII. Jahrg. 



14. März 1912. 



Nr. 11. 



C. Neubers, H. Hildesheimer, L. Tir und L. Kar- 

 ezag: Über zuckerfreie Hefegärungen I, 

 II, III und IV. Carboxylase, ein neues 

 Enzym. (Biochem. Zeitschrift, Bd. 31, S. 170; Bd. 32, 

 S. 323; Bd. 36, S. 60; Bd. 36, S. 68.) 

 Gelegentlich von Untersuchungen über die Oxyda- 

 tion von Aceton mit HjOj ergab sich die Notwendig- 

 keit, Gärungsversuche mit ßeaktionsgemischen an- 

 zustellen, die Brenztraubensäure enthielten. Gewisse 

 überraschende Beobachtungen veranlaßten Herrn Neu- 

 berg, diese Säure allein mit Hefe zu behandeln, mit 

 dem unerwarteten Resultat, daß eine erhebliche CO2- 

 Entwickelung konstatiert wurde (I). In Verfolgung 

 dieses Befundes untersuchten dann die Herren Neu- 

 berg und Tir (II) eine große Reihe einfacher Sub- 

 stanzen auf ihre Gärfähigkeit mit verschiedenen Hefe- 

 sorten und Hefeisräparaten. Dabei ergab sich, daß 

 in verdünnten Lösungen (1 bis 3 "/o) eine große Zahl 

 verschiedener und biologisch wichtiger Substanzen mit 

 Hefe CO2 entwickeln. Von derartigen Substanzen 

 seien hier angeführt: Essigsäure, Buttersäure, Milch- 

 säure, Brenzweinsäure, d-Zuckersäure, Zitronensäure, 

 Asparaginsäure, Glycerinphosphorsäure , d-1-Alaniu, 

 Seidenfibroinpepton, Lecithin. 



Der Prozeß ist vom Leben der Hefe trennbar, wie 

 die Versuche mit dem Hefepräparat Hefanol beweisen. 

 Das entwickelte Gas wurde in allen Fällen als reine 

 CO2 erkannt. Besonders interessant war die Schnellig- 

 keit, mit der die Oxalessigsäure COOH.CO.CHj 

 .COOH „vergoren" wird. Die Geschwindigkeit dieses 

 Prozesses kommt der vSchnelligkeit der Zuckergärung 

 völlig gleich. 



Obwohl Kontrollversuche mit Hefe allein, sowie 

 die große Menge der entwickelten CO2 fast sicher be- 

 wiesen, daß die COj nur aus der Substanz entstanden 

 sein konnte und nicht etwa einer, eventuell be- 

 schleunigten, Selbstgärung der Hefe entsprang, so 

 schien es dennoch angebracht, das experimentum 

 crucis zu machen und das Verschwinden der gärenden 

 Substanz direkt nachzuweisen. Dies haben die Herren 

 Neuberg und Karezag (III) an drei verschiedenen 

 Vertretern der als gärfähig erkannten Substanzen mit 

 Sicherheit festgestellt. 



Schließlich ist es auch gelungen, den Gärungs- 

 prozeß wenigstens für zwei Substanzen, die Brenz- 

 traubensäure und die Oxalessigsäure, in seinem chemi- 

 schen Verlauf völlig aufzuklären (Neuberg und 

 Karezag, IV): 



Bei der Gärung der freien Brenztraubensäure ent- 

 steht neben CO2 in erheblicher Menge Acetaldehyd, 

 nach der Formel CH3 . CO . GOOH = CO2 + CH3CHO. 

 In den erstenVersuchenNeubergs,diemitden Alkali- 

 salzen der Brenztraubensäure, statt mit der freien 

 Säure, angestellt waren, konnte der Aldehyd nicht ge- 

 funden werden. Dies läßt sich nunmehr leicht er- 

 klären. Gemäß der Formel 2CH3 COOK -j- H2O 

 = CO2 + 2CHsCH0 -|- KaCOg entsteht nämlich 

 Kaliumcarbonat, das seinerseits kondensierend auf 

 den Acetaldehyd wirkt unter Bildung von Polymeri- 

 sationsprodukten, speziell Aldol, welche die typischen 

 Aldehydreaktionen nicht mehr geben. 



• Ganz analog verläuft auch die Gärung der Oxalessig- 

 säure COOH. CO. CH2. COOH = 200,4- CH3CHO. 



Die schon erwähnte Tatsache, daß auch abgetötete 

 Hefe, insbesondere Hefepräparate, die CO.j-Entwicke- 

 lung zustande bringen, weiterhin die Erscheinung, daß 

 die Wirkung durch Erhitzen zerstört wird, verweisen 

 den Prozeß ins Gebiet der Fermentwirkung. Da das 

 neue Ferment im wesentlichen eine glatte C 02-' Ab- 

 spaltung bewirkt, wird es als Carboxylase bezeichnet. 



Die Wii'kung dieses Ferments ist in mannigfacher 

 Hinsicht von größtem Interesse. Bisher waren die im 

 Organismus stattfindenden CO2 -Abspaltungen stets 

 nur auf die Wirkung von Fäulnisbakterien zurück- 

 zuführen; der hier aufgefundene fermentative Prozeß 

 weist auf ein weiteres, vielleicht vielfach verbreitetes 

 Hilfsmittel hin, das den Organismen zum gleichen 

 Zweck zur Verfügung steht. Bedeutsam ist ferner 

 die Tatsache, daß bei der geschilderten Wirkung der 

 Carboxylase auf die Alkalisalze der Brenztraubensäure 

 und der Oxalessigsäure Alkalicarbonat fermentativ ge- 

 bildet wird, daß also aus neutralen Salzen fixes Alkali 

 entsteht. Dieser Vorgang erinnert an die Verbrennung 

 pflanzensaurer Alkalien zu den entsprechenden Car- 

 bonaten, die als Stoffwechselleistung höherer Orga- 

 nismen längst bekannt ist. Man könnte demnach 

 wohl daran denken, daß ganz analoge Carboxylase- 

 wirkungen bei der Bildung von Hydroxylionen im 

 Organismus eine wesentliche Rolle spielen. Endlich 

 ist es von nicht geringem Interesse, daß die lebende 

 Hefezelle ein so heftiges Protoplasmagift wie den 

 Acetaldehyd zu bilden vermag. Die wichtige Rolle, 

 welche Aldehyde aller Wahrscheinlichkeit nach bei 

 den Synthesen des Stoffwechsels spielen, erhöht das 

 Interesse an der fermentativen Entstehung dieser so 

 reaktionsfähigen Substanz. 



