Über den chemischen Mechanismus der Photosynthese 467 



wo man vielleicht an Stelle von 2 H3PO5 die Per-Pyrophosphorsäure H4P2O9 ein- 

 setzen könnte, da die beiden O-Atome aus einem Peroxydmolekül entwickelt 

 werden müssen. 



IV. Chlorella 



Wir wollen uns nunmehr fragen, ob es Anhaltspunkte dafür gibt, daß die (^-Ent- 

 wicklung bei der Photosynthese chemisch verwandt ist mit der 02-Entwicklung 

 durch Chinon. 



Zunächst ist hier an die von Dam 6 in grünen Zellen entdeckten Naphtochinone, 

 an die K- Vitamine, zu erinnern: dann an die kürzlich von Morton 7 und von O. 

 Wiss 8 und Mitarbeitern untersuchten Ubichinone, die Benzochinone sind; und 

 nicht zuletzt an die Arbeiten von Martius 9 , nach denen Naphtochinone, gebun- 

 den an Protein, Fermente der oxydativen Phosphorylierung sind. 



Auf der Suche nach einem entscheidenden Experiment haben wir die Grana 

 verlassen und sind zu Chlorella als Versuchsobjekt übergegangen. Da nach unseren 

 Erfahrungen die Chinonkatalysen der Grana am besten durch die H-iO-i-Bildung 

 in Blausäure nachgewiesen werden können, prüften wir, ob Chlorella, ohne Zusatz 

 von Chinon, unter den gleichen Bedingungen H2O2 ausscheidet. 



Chlorella, ohne Zusatz von Chinon, wurde in kohlensäurehaltiger Luft belichtet, 

 zunächst ohne Zusatz von Blausäure, wobei in der bekannten manometrischen 

 Anordnung die normale Photosynthese die positiven Drucke erzeugte. Wurde 

 dann Blausäure bis zu n/100 zugesetzt, so wurde die Photosynthese vollständig 

 gehemmt und die Druckänderungen im Licht wurden Null. H2O2 erschien nicht. 

 Wurde jedoch der CVDruck bei der Belichtung von 1 /g Atmosphäre auf eine ganze 

 Atmosphäre erhöht, so traten erhebliche negative Drucke auf, und es erschien in 

 der Außenflüssigkeit H2O2. Im Dunkeln erschien kein H2O2, w/10000-Phenan- 

 throlin hemmte die FLC^-Bildung vollständig. Wurde neben dem H2O2 auch der 

 verbrauchte O2 gemessen, so ergab sich das Verhältnis H2O2/O2 nicht gleich 1, wie 

 es bei einer einfachen Autoxydation sein müßte, sondern das Verhältnis H2O2/O2 

 ergab sich gleich 2. Alles dies bedeutet, daß die für die Chinonkatalysen in Grana 

 gefundenen Gleichungen auch für Chlorella, der kein Chinon zugesetzt ist, gelten, 

 mit dem Unterschied, daß wir das Oxydans hier nicht Chinon nennen dürfen, da 

 wir ja kein Chinon zugesetzt haben. Nennen wir das Oxydans F, um anzudeuten, 

 daß es ein Ferment sein könnte, so lauten also die Gleichungen, auf Chlorella 

 angewandt: 2 F + 2 H a O = 2 FH 2 + 2 



2 FH-2 + 2Qq = 2F + 2 H2O-2 



Bilanz: 2 H 2 + 2 = 2 H 2 Oo 



Chlorella enthält also einen natürlichen Katalysator, der im Licht reduziert wird 

 und dabei ö> entwickelt; der in einer Dunkelreaktion immer wieder reoxydiert 

 wird; und der sich in weiteren sehr speziellen Reaktionen ebenso verhält wie 

 Chinon, das man zu Grana oder Chlorella zusetzt*. 



* Es ist bemerkenswert, daß die Chinone viel schneller reagieren als die Pyridin- und Alloxazin- 

 Nukleotide, die also keine Zwischenprodukte der Chinonreaktionen sein können. Sehr schnell 

 reagiert Chinon mit Ascorbinsäure. Aber dieser Chinon-Anteil ist für die photochemische O2- 

 Entwicklung verloren. 



