bestimmung von thiolgruppen mit agno3, nÄm und pcmb unter anwendung der amperometrischen titration

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Y. Osumi, Y. Miyake, and K. Imahara: Determination of Trace Rare Earth Elements in Eu203 187 Table 3. Precision and limits o] detection Analytical line Limit Coefficient of detection of variation (h) (ppm) (~ La II 3949.10 7 10.1 Pr II 4100.74 6 4.7 Nd II 4303.57 6 8.8 Sm II 4424.34 5 5.7 Gd II 3654.63 11 8.7 Tb 3561.74 8 7.6 Dy 1 4045.98 6 6.7 Ho 3456.00 7 7.2 Yb II 3289.37 3 12.9 Y II 3710.29 6 13.2 Eu a 1 4594.02 -- -- a Internal standard element. Table 4. Results o/the analysis o/commercial grade europium oxide (ppm) Element Eu203-1 Eu208-2 Eu~O3-3 Eu2Oa-4 La 33 35 110 34 Pr < 6 < 6 76 46 Nd < 6 < 6 84 23 Sm 50 26 71 32 Gd <11 <11 23 51 Tb < 8 < 8 44 32 Dy 16 16 41 38 t{o 10 26 42 38 u 11 12 17 15 Y < 6 31 38 22 parts of graphite powder) and 1--200 ppm of rare earth elements to be analyzed, working curves were prepared using europium as the internal standard (photoelectrically). Table 3 shows the limits of detec- tion and the coefficients of variation for 10 impurity elements in europium oxide to be 3--11 ppm and 5--13~ respectively. Table 4 presents the results of the analysis of commercial grade high-purity euro- pium oxide. It seems likely that the proposed tech- nique can be extended with good results also to the analysis of other rare earth compounds. Acknowledgement. The authors are indebted to Prof. Dr. Shigero Ikeda, Osaka University, for his valuable guidance. References 1. Belyaev, Yu.I., Krivonos, L.A.: 2. Anal. Chim. 15, 711 (1960); cf. Z. Anal. Chem. 194, 291 (1963). 2. Brukl, A., Rossmanith, K.: Monatsh. Chem. 88, 569 (1957); cf. Z. Anal. Chem. 162, 120 (1958). 3. Osumi, u Kato, A., Miyake, Y.: Z. AnM. Chem. 255, 103 (1971). 4. -- -- -- Z. Anal. Chem. 255, 264 (1971). 5. Rozsa, J. T., Stone, J.: Developm. Appl. Spectroscopy 1, 187 (1962). Yasuaki Osumi Government Industrial Research Institute, Osaka Midorigaoka 1, Ikeda City, Osaka, Japan Z. Anal. Chem. 256, 187--191 (1971) by Springer-Verlag 1971 Bestimmung yon Thiolgruppen mit AgNO , N M* und PCMB** unter Anwendung der amperometrischen Titration KLAUS I{OFMAIql~ Institut fiir Chemie und Physik der Bundesanstalt fiir Fleisehforschung, Kulmbach Eingegangen am 8. April 1971 Determination o/ Thiol Groups with AgN03, N-Ethylmaleimide and p-Chloromercuribenzoate by Means of Ampero- metric Titration. An indirect method for the determination of SH groups which is also applicable to undissolved material and proteins with sluggish reacting SH groups is described: The sample containing 0.2--0.8 txMol thiol is first incubated with 1.0 ~zMol of SH reagent [AgN03, Iq-ethylmaleimide (I~EM) or p-chloromercuri- benzoate (PCMB)] and after the reaction mixed with 1.0 ~zMol of SH-glutathion. The glutathion remaining after the binding of the excessive SH reagent is finally titrated amperometrically with a 10 -3 M AgI~O 3 solution * N-Athylmaleininlid. ** p-Chlormercnribenzoat.

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Page 1: Bestimmung von Thiolgruppen mit AgNO3, NÄM und PCMB unter Anwendung der amperometrischen Titration

Y. Osumi, Y. Miyake, and K. Imahara: Determination of Trace Rare Earth Elements in Eu203 187

Table 3. Precision and limits o] detection

Analytical line Limit Coefficient of detection of variation

(h) (ppm) (~

La I I 3949.10 7 10.1 Pr I I 4100.74 6 4.7 Nd I I 4303.57 6 8.8 Sm I I 4424.34 5 5.7 Gd I I 3654.63 11 8.7 Tb 3561.74 8 7.6 Dy 1 4045.98 6 6.7 Ho 3456.00 7 7.2 Yb I I 3289.37 3 12.9 Y I I 3710.29 6 13.2 Eu a 1 4594.02 -- --

a Internal standard element.

Table 4. Results o/the analysis o/commercial grade europium oxide (ppm)

Element Eu203-1 Eu208-2 Eu~O3-3 Eu2Oa-4

La 33 35 110 34 Pr < 6 < 6 76 46 Nd < 6 < 6 84 23 Sm 50 26 71 32 Gd < 1 1 < 1 1 23 51 Tb < 8 < 8 44 32 Dy 16 16 41 38 t{o 10 26 42 38 u 11 12 17 15 Y < 6 31 38 22

pa r t s of g raph i t e powder) and 1- -200 p p m of ra re ea r th e lements to be ana lyzed , work ing curves were p r e p a r e d using eu rop ium as the in t e rna l s t a n d a r d (photoelect r ica l ly) . Tab le 3 shows the l imi ts of de tec- t ion and the coefficients of va r i a t i on for 10 i m p u r i t y e lements in eu rop ium oxide to be 3 - -11 p p m and 5--13~ respect ive ly . Table 4 p resen ts the resul ts of t he analys is of commerc ia l g rade h i g h - p u r i t y euro- p ium oxide. I t seems l ike ly t h a t the p roposed tech- n ique can be e x t e n d e d wi th good resul ts also to t he ana lys i s of o ther ra re ea r th compounds .

Acknowledgement. The authors are indebted to Prof. Dr. Shigero Ikeda, Osaka University, for his valuable guidance.

References

1. Belyaev, Yu.I . , Krivonos, L .A. : 2. Anal. Chim. 15, 711 (1960); cf. Z. Anal. Chem. 194, 291 (1963).

2. Brukl, A., Rossmanith, K.: Monatsh. Chem. 88, 569 (1957); cf. Z. Anal. Chem. 162, 120 (1958).

3. Osumi, u Kato, A., Miyake, Y.: Z. AnM. Chem. 255, 103 (1971).

4. -- -- -- Z. Anal. Chem. 255, 264 (1971). 5. Rozsa, J. T., Stone, J. : Developm. Appl. Spectroscopy

1, 187 (1962).

Yasuaki Osumi Government Industrial Research Institute, Osaka Midorigaoka 1, Ikeda City, Osaka, Japan

Z. Anal. Chem. 256, 187--191 (1971) �9 by Springer-Verlag 1971

Bestimmung yon Thiolgruppen mit AgNO , N M* und PCMB** unter Anwendung der amperometrischen Titration

KLAUS I{OFMAIql~

Institut fiir Chemie und Physik der Bundesanstalt fiir Fleisehforschung, Kulmbach

Eingegangen am 8. April 1971

Determination o/ Thiol Groups with AgN03, N-Ethylmaleimide and p-Chloromercuribenzoate by Means of Ampero- metric Titration. An ind i rec t m e t h o d for the de t e rmina t i on of SH groups which is also appl icab le to undissolved ma te r i a l and pro te ins wi th sluggish reac t ing SH groups is descr ibed: The sample conta in ing 0 .2 - -0 .8 txMol th io l is first i n c u b a t e d wi th 1.0 ~zMol of SH reagen t [AgN03, Iq-e thy lmale imide (I~EM) or p-chloromercur i - benzoa te (PCMB)] and af te r the reac t ion mixed wi th 1.0 ~zMol of SH-g lu ta th ion . The g lu t a th ion remain ing a f te r the b inding of the excessive S H reagen t is f inal ly t i t r a t e d amperome t r i ca l l y wi th a 10 -3 M AgI~O 3 solut ion

* N-Athylmaleininlid. ** p-Chlormercnribenzoat.

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at pH 7.4. This method permits a great variety both of reaction conditions and the type of the primarily used SH reagent. Comparative determinations of SIt groups using AgNO a were carried out with various low molecular SH compounds, with muscle tissue and bovine hemoglobin. AgNO 3 is suitable for the deter- ruination of SH groups in proteins and in glutathion, but not in cysteine, cysteine ethyl ester and 3-mercapto- propionic acid, since the mereaptides of these form complexes with Ag+ ions. The application of NEM and PCMB is recommended generally for checking and completing the results obtained with AgNO~:

Zusammen/assung. Es wird eine indirekte Methode zur Bestimmung von SH-Gruppen beschrieben, die sich aueh auf ungelSstes Material und Proteine mit reaktionstr~gen SH-Gruppen anwenden ls Die 0,2 bis 0,8 ~Mol SH enthaltende Probe wird zun~chst mit 1,0 ~Mol SH-Reagens [AgNO 3, N-J~thylmaleinimid ( N ~ ) oder p-Chlormereuribenzoat (PCMB)] inkubiert und nach der Reaktion mit 1,0 ~Mol SH-Glutathion versetzt. Das naeh Bindung des fibersehfissigen SH-Reagens verbIeibende Glutathion wird schlieBlich mit 10-sM AgNO3-LSsung bei pH 7,4 amperometrisch titriert. Dieses Verfahren erlanbt eine weitgehende Variation der Reaktionsbedingungen and der Art des primiir eingesetzten SH-Reagenses. An verschiedenen niedermoleku- laren SH-Verbindungen, an Muskelgewebe und an Rinderh~moglobin wurden unter Anwendung yon AgNO~, NJ~M bzw. PCMB vergleichende SH-Bestimmungen durchgefiihrt. AgNOa eignet sieh zur Bestimmung der SH-Gruppen in Proteinen nnd Gtutathion, dagegen nicht yon Cystein, Cystein~thylester und 3-Mercapto- propions~ure, da deren Mercaptide mit Ag+-Ionen Komplexe bilden. Die Anwendung yon N~AVl und PCMB empfiehlt sich allgemein zur l~berprfifung und Erg~nzung der mit AgNO 3 erhaltenen Ergebnisse.

1. Einleitung

Die Bestimmung yon SH-Gruppen bcreitet hiiufig Schwierigkeiten. Diese bestehen vor allem in a) der leichten Oxydierbarkeit der SH-Gruppen; b) der mangelnden Spezifit~t der meisten SH-Reagentien; c) dem Umstand, dab die SH-Gruppen in Proteinen reaktionstr~ge oder aueh nieht reaktionsf~hig (,,mas- kiert") sein kSnnen. Bei der SIt-Bestimmung -- insbesondere in Proteinen -- sollte man sieh daher nieht mit der Anwendung yon nur einem Reagens begnfigen. Der Einsatz verschiedener SH-Reagentien ist aber im allgemeinen mit einem Mehraufwand an Zeit und Geri~ten verbunden, sofern hierbei unter- schiedliche Versuchstechniken angewendet werden.

Im folgenden wird eine Methode der SH-Bestim- mung beschrieben, die es ermSglicht, verschiedene SH-Reagentien wie AgN03, N~M und PCMB unter Einsatz ein und derselben Teehnik, n~mlich der amperometrischen Titration, anzuwenden. Die Vor- teile dieses Verfahrens, dessen Prinzip bereits in einer Kurzmitteilung [8] beschrieben wurde, besteht unter anderem darin, dab es auch auf ungelSstes Unter- suehungsmaterial (z.B. Gewebe) und auf Proteine mit langsam reagierenden SIt-Gruppen, die bei einer direkten raschen Titration nieht quantitativ zn er- fassen sind, angewendet werden kann.

Um die praktische Anwendung der Methode zu fiberprfifen, wurden vergleiehende SH-Bestimmungen mit den genannten Reagentien an einigen nieder- molekularen SH-Verbindungen, an Muskelgewebe und an Rinderh~moglobin durehgeffihrt.

2. Material und Methoden

2.1. Reagentien MafllSsungen. W~Brige 10 -3 M Silbernitrat-, 10 -3 IV[ N-Athyl- maleinimid- und 0,2 �9 10 -3 IV[ p-ChlormereuribenzoatlSsung.

Thiol-Stamml6sungen. Frisch bereRete 10 -3 ~ LSsungen yon SH-Glutathion, Cystein-hydrochlorid, Cystein~thyl- ester und 3-Mercaptopropions~ure in 0,5~ w~Briger ADTA1-LSsung (zum Sehutz der SH-Gruppen gegen Autoxy- dation).

1 M Tris-Pu//er pH 7,4, aus einer LSsung yon Tris- (hydroxymethyl)-aminomethan in Wasser unter Zugabe yon 200/0iger Salpeters~ure bereitet.

2.2. Titrationseinrichtung

Die verwendete Apparatur zur amperometrischen Titration wurde bereits an anderer Stelle [4] ausffihrlich beschrieben. Sie entsprieht im Prinzip einer yon Staib nnd Turba [13] gewi~hlten Anordnung. Das Potential der Referenzelektrode [HgO/Ba(OH)2/Hg j gegen die ges~tt. Kalomelelektrode be- tr~gt -- 0,1 V, so daub Luftsauerstoff nicht entfernt zu werden braucht.

2.3. Durch/i~hrung der SH-Bestimmungen

2.3.1. Direbte Titration. In die Vorlage werden die zu titrie- rende ThiollSsung, 5 ml Trispuffer pH 7,4 und so viel Wasser zugegeben, dal~ das Gesamtvolumen 36 ml betr~gt. Die Zu- gabe der 10 -3 M SilbernitratlSsung erfolgt schrittweise in 0,1 ml-Portionen im Abstand yon jeweils 30 sec.

2.3.2. Indirekte Titration. Die 0,2--0,8 ~ o l Thiol ent- hal~ende TrispufferlSsung wird mit 1 ml 10 -3 M bzw. 5 ml 0,2.10 -s M MaB15sung versetzt und magnetisch geriihrt. Bei Muskelgewebe ben5tigt man zum Erreiehen des Reak- tionsgleiehgewichts folgende Inkubationszeiten: Fiir AgN03

1 J~thylendiamintetraessigs~ure, Dinatriumsalz.

Page 3: Bestimmung von Thiolgruppen mit AgNO3, NÄM und PCMB unter Anwendung der amperometrischen Titration

K. I-Iofmann: Bestimmung yon Thiolgruppen mit AgNO 3, N ~ und PCMB 189

1 h, ffir N_~M und PCMB je 2 h. Um zu priifen, ob w~hrend des Riihrens eine Autoxydation der SH-Gruppe eintritt, werden in einigen Versuchen auch die L6sungen der nieder- molekularen SH-Verbindungen mit bekanntera Stt-Gehalt l~ingere Zeit geriihrt. AnschlieBend werden die Reaktions- gemische zur Bindung des restlichen SH-Reagenses mit 1 ml 10 -8 M Glutathionl6sung versetzt und dann mit 10 -~ M AgNO3-L6sung direkt titriert.

2.3.3. Registrierung und Auswertung. Die Stromwerte werden 30 sec nach jedem AgNOa-Zusatz registrier~. I)urch Verbindung der gegen die zugesetzten ml AgNOa-L6stmg aufgetragenen Mel3punkte erhalt man 2 sich im _~quivalenz- punk~ schneidende Geraden.

Ein Verbrauch yon 1 ml 10 -3 M AgNO a entspricht 1 ~Mol RSH. Dies gilt auch ffir das Verfahren der indirekten Titra- tion, wie folgende ~berlegung zeigt: I)er SH-Gehalt der Vorlage sei x, die zugesetzte h[enge an SH-l~eagens y Mol, wobei y > x sei. Nach der Umsetzung verbleibt ein l~eagens- fiberschuB yon y - xMol, der anschlieBend mit ebenfalls y Mol Stt-Glutathion versetzt wird. In der L6sung verbleiben danny -- (y -- x) Mol = x Mol SH-Glutathion. ])as ist die dem urspriinglichen SI-LGehalt /~quivalente Menge SH- Glutathion, die bei der ansehlie$enden Titration erfal~t wird.

3. Versuehsergebnisse und Diskussion

3.1. Indirekte Titration niedermolekularer SH- Verbindungen

Die SH-Bestimmungen durch indirekte Titration ergaben die in Tab. i zusammengestellten Ergebnisse.

Die Ergebnisse der SH-Bestimmung yon Glutha- thion (Tab. l) zeigen, dal3 man bei der indirekten Titration unter Verwendung yon AgNO 3, NJ~M und PCMB die vorgegebene SH-Menge mit guter Genauig- keit wiederfindet. Bei liingerer Inkubationszeit (60 rain) treten allerdings bei N~M und PCMB etwas

gr613ere Abweichungen auf als bei AgNO a. Die mit AgN03 erzielten Resultate sind zweffellos am genau- esten. Sie zeigen aueh, da$ dutch 1/~ngeres Rfihren der L6sungen (60 rain) keine Abnahme im SH-Gehalt -- etwa infolge einer Oxydation durch Luftsauer- s t o f f - eintritt.

Ein v611ig anderes Bfld ergeben die SIt-Bestim- mungen an Cystein, Cysteingthylester und Mercapto- propionsiiure. Mit Silbernitrat erhglt man stark fiberh6hte Werte. Auch zahlreichen Angaben in der Literatur [1,2,10--12] zufolge ergibt die ampero- metrisehe Titration yon Cystein und anderen StI- Verbindungen in verschiedenen Puffersystemen einen zu hohen Verbrauch an Silbernitrat. Es wurde gezeigt, dab Ag+-Ionen mit dem prim/ir gebfldeten ~ereapt id je nach den Versuehsbedingungen unter- schiedlieh zusammengesetzte Komplexe {z. B. [(RSAg) Ag]+} bilden kSnnen [9,10], so dal3 die Zahl der gebundenen Sflberionen gr6Ber ist als die der ur- sprfinglieh vorhandenen Stt-Gruppen. PCMB bildet mit Cysteinathylester wahrscheinlich ebenfalls Kom- plexe, denn aueh bei dieser Bestimmung liegt der gefundene Wert erheblieh fiber dem theoretiseh er- warteten Wert. Silbernitrat eignet sieh nur dann als Reagens ffir die Bestimmung yon Stt-Gruppen, wenn es mit diesen exakt im molaren Verhaltnis yon 1:1 reagiert und keine Komplexe bildet. Von den unter- suehten SH-Verbindungen ist das bei Glutathion der Fall, wie aueh in der Literatur vorliegende Ergeb- nisse bestatigen [1,2,11,12]. Der Grund hierfiir liegt offenbar darin, da$ der Cysteinrest im Glutathion -- im Gegensatz zu den anderen untersuehten SII-

Tabelle 1. Indirekte amperometrische Titration yon Thiolen unter Anwendung verschiedener SH-Reagentien. Thiolgehalt der Titrationsvorlage jeweils 0,50 ttMot

Vorlage SH-Reagens Inkubationszeit rain

~_quivalenzpunkt, ~ o l AgNO 3

s

Abweichung vom theoret. Wert (~

Glutathion AgN08 5 0,50 0,01 AgNO a 60 0,50 0,01 N ~ 5 0,50 0,01 1N~dVI 60 0,53 0,01 PCMB 5 0,50 0,01 PCMB 60 0,48 0,03

Cystein Ag.NO~ 60 0,62 0,02 NAM 60 0,51 0,01 PCMB 60 0,50 0,01

Cystein~thylester AgN03 10 0,71 0,02 N_~/[ 10 0,50 0,01 PCMB 10 0,64 0,05

Mer captopropions/~ure AgNO 3 10 0,61 0,01 Nii~f 10 0,50 0,00 PCMB 10 0,49 0,02

6 0 6 0 6 0 6 + 6 5 0

17 -- 4

6 + 24 5 § 2

12 0

8 + 4 2 6 0 6 + 28

6 + 22 6 0 6 - - 2

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190 Z. Anal. Chem., Band 256, Heft 3 (1971)

Verbindungen -- keine freie Amino- oder Carboxyl- 18

gruppe besitzt, deren Vorhandensein eine Voraus- setzung ffir die Komplexbildung zu sein seheint. In 16

Analogie hierzu sollte man annehmen, da$ auch die Silbermercaptide vonSH-PeptidenundSH-Proteinen, = 1~ in denen die Cysteinreste beidseitig peptidartig gebunden sind, keine Komplexbindung freier Silber- -* 12 ionen verursaehen. Wie frfihere Untersuchungen [6] ~ an reinen, SH-Gruppen und Disulfidgruppen enthal- 10 tenden und an davon freien Proteinen gezeigt haben, binden diese in Trispuffer p t I 7,4 tatsi~chlich maximal s nur die den vorhandenen SH-Gruppen entsprechende Menge Silberionen. Silbernitrat kann daher unter den s - hier beschriebenen Bedingungen der amperometri- schen Titration durchaus ffir die quantitative Be- ~- stimmung yon SH-Gruppen in Proteinen als geeignet angesehen werden. +2 -

3.2. Direkte Titration niedermolekularer SH- Verbindungen

Die amperometrische Titration der komplexbildenden SIcI-Verbindungen ergab Titrationskurven, die sich yon den bei Titration yon Glutathion erhaltenen dadurch unterseheiden, dag sie in dem Bereieh vom Beginn bis zum Aquivalenzpunkt der Titration nicht waagreeht, sondern ansteigend verlaufen, wie aus Abb. 1 zu ersehen ist.

Die Ursache ffir den ansteigenden Kurvenverlauf yon Beginn der Titration an liegt offenbar in der Bfldung der oben erw/ihnten Mereaptid-Ag+-Kom- plexe, die auf Grund ihres Gehaltes an geladenen Silberionen einen Diffusionsstrom verursachen. Wie fr/ihere Untersuehungen [5] ergaben, ist das Ag+-Ion im Falle des Cysteinmereaptid-Komplexes so test gebunden, dab es nicht mehr mit zugesetztem Glutathion reagiert. Daraus geht hervor, dab bei der Titration nicht zuerst die Mercaptidbfldung und nach Abs/ittigung aller SIt-Gruppen die Komplexbfldung mit den fiberschfissigen Ag+-Ionen erfolgt; in diesem t~alle mfigte man n/~mlieh 2 verschiedene ~quivalenz- punkte beobachten. Es ist vielmehr anzunehmen, dag die Bfldung beider Produkte gleichzeitig ver- lguft. Bei direkter Verbindung der Mel3punkte (Abb. 1, ausgezogene Kurven) resultieren die in Tab.2 zusammengestellten J~quivalenzpunkte. Sie entsprechen der Summe der yon den SH-Gruppen und dem gebildeten Mereaptid gebundenen Sflberionen.

Die Ergebnisse der direkten Titration zeigen in l~bereinstimmung mit denen der indirekten Titration (Tab. 1), dag die AquivMenzpunkte erheblich fiber den erwarteten, dem StI-GehMt entsprechenden Werten liegen.

14

12

10

8

6

4

A ~

- 2 - ! - /

I -4- ! _ - /

- 6 ~ 0 0,2 o,4 0,6 0,s

+2

0

-2

-4

-8

-I0 - r - -F ' - - to 1.2

m[ AgNO 3

Abb. 1. Kurvenverlauf bei der amperometrisehen Titration yon je 0,50 ~Hol Cystein (A), Cystein~thylester (B) und 3-h~ercaptopropions~ure (C) mit 10 -a ~ AgNO3-LSsung in Tris-Puffer 7,4 (Kurve A bezieht sich auf die rechte, Kurve B und C auf die linke Ordinate)

Zeichnet man die Titrationskurven (Abb. 1) in der Weise, daft man die MeBpunkte vor dem Aquivalenz- punkt unberiieksichtigt 1/igt, dutch den Anfangswert eine Waagreehte legt und den steflen Tefl der Kurve riickw/~rtig verliingert (gestriehelte Kurve), so erh/ilt man einen extrapolierten Endpunkt, der dem vor-

Tabelle 2. Direkte amperometrische Titration komplexbildender SH- Verbindungen. Die Titrationen wurden unter Stitksto// durchge/iihrt

Vorlage t~Mol ~i.quivalenz - n Ab- punkt weichung

s (%)

Cystein 0,50 0,66 =L 0,02 5 -1- 32 Cystein 1,00 1,27 ~= 0,01 5 ~- 27 Cystein-

i~thylester 0,50 0,66 ~= 0,06 6 + 32 Cystein-

iithyles~er 1,00 1,24 • 0,05 6 ~- 24 Mercapto-

propions~ure 0,50 0,62 =~ 0,01 6 -t- 24

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K. Hofmann: Bestimmung yon Thiolgruppen mit AgN03, N~M und PCMB 191

gegebenen SH-Gehalt nahekommt. Der gestrichelt gezeichnete Kurvenverlaufwfirde somit eincr Titrat ion entsprechen, bei der keine Komplexbildung eintritt.

3.3. Bestimmung yon SH-Gruppen in Muskelgewebe

Eine direkte amperometrische Titrat ion yon Gewebe- homogenaten scheitert daran, dab Gewebeteilchen wiihrend des Rfihrvorgangs an der Platinelektrode haften bleiben, wobei der Kurvenver lauf infolge der Beeinflussung des Diffusionsstromes unregelm~Big wird. AuBerdem erfordert die quanti tat ive Umsetzung der Silberionen mit den Gewebe-SH-Gruppen eine l~ngere Reaktionszeit, so dab auch aus diesem Grunde keine rasche, direkte Titrat ion mSglich ist. Die ver- gleichende Best immung der SH-Gruppen yon Muskel- gewebe mit Hflfe der indirekten Titrat ionsmethode unter Verwendung yon AgNO~, N~Tiund PCMB ffihrte zu den in Tab. 3 zusammengestellten Ergebnissen.

Die mit N-~thylmaleinimid und p-Chlormercuri- benzoat ermittel ten Werte liegen deutlich niedriger (rund 20 ~ ) als die mit Silbernitrat erhaltenen Werte. Die Ursache hierffir liegt offenbar darin, dab unter den gew~hlten Versuchsbedingungen yon den beiden erstgenannten SI{~Reagentien nicht alle Sulfhydryl- gruppen des nat iven MuskeleiweiBes erfai]t werden. Bei p H 6,0 reagiert NJtAYI sogar nur mit rund einem Drittel aller vorhandenen St{-Gruppen [3]. Da die Zahl der mi t l k T ~ best immbaren SH-Gruppen bei der Denaturierung des iV[uskeleiwefl]es durch Er- hitzen [5, 7] oder I tarnstoff [3] zunimmt, eignet sich dieses Reagens zur Verfolgung yon Denaturierungs- vorg~ngen.

iV[it Silbernitrat reagieren sehr wahrscheinlich s~mtliche SH-Gruppen des nat iven MuskeleiweiBes. Hierffir spricht, dab die Zahl der mit AgI~O 3 bestimm- baren SH-Gruppen nach Dena~urierung (z.B. durch 8 M HarnstofflSsung [4]) oder nach enzymatischer Hydrolyse yon Myofibrillen (mittels Pepsin/HC1) keine Zunahme erf~hrt.

Die zwischen den Myofibrfllenpr/iparaten I - - I I I (s. Tab. 3) bestehenden Unterschiede im SH-Gehalt

Tabclle 3. Bestimmung der SH-Gruppen yon Myo/ibrillen (aus M. longissimus dorsi des Rindes hergestellt[5]) mittels verschie- dener Reagentien bei pH 7,4. Reaktionszeiten: AgNOa I h, N AM and PCMB 2 h. Zahlenangaben in Mo$ SH/IO 5 g Protein

SH- Pr~parat I Pr~parat I I Pr~parat I I I Reagens (n=3) ( n ~ 4 ) (n=4)

s ~ s �9 s

AgN03 10,3 0,2 11,7 0,6 11,5 0,3 NJ~I~ 8,5 0,2 8,9 0,7 9,7 0,6 PCMB 7,9 0,0 9,3 0,3 9,3 0,8

dfirften zum Teil auf einem unterschiedlichen Gehalt der t~ an Bindegewebseiwei$, dessen Schwe- felgehalt sehr niedrig ist, beruhen.

3.4. Bestimmung der SH-Gruppen in Hdmoglobin

U m die Anwendbarkeit der indirekten Best immung der SH-Gruppen in Proteinen an einem weiteren Beispiel zu priifen, wurde Rinderh/~moglobin (reinst, Fa. Serva) herangczogen, dessen Gehal~ an Sulf- hydrylgruppen bekannt ist (2 Mol SH/Mol Hamo- globin). Je 3 Best immungen mi t Hilfe der 3 SI-L Reagentien ffihrten zu den folgenden Ergebnissen:

AgNOa: 2,21 ! 0,11; lqJ l~: 2,04 :k 0,06 und PCMB: 1,79 :k 0,04 Mol SH/l~ol H/imoblogin. Bei der Berechnung wurde ein Molekulargewicht yon 64450 und ein Proteingehalt des Pr/iparates yon 92,5 ~ zugrunde gelegt.

Der mit NAM ermittelte SH-Wert s t immt mit dem zu erwartenden Wert gut fiberein. Die mit AgN03 und PCMB erhaltenen Werte liegen um ca. 10~ h6her bzw. nie4riger als dieser. Ffir viele Untersuchungs- zwecke - - namentlich bei der Best immung der Zahl der SH-Gruppen in einem Proteinmolekiil - - ist die beobachtete Abweichung noch als relativ gering- fiigig anzusehen. Die Ergebnisse best/~tigen somit die prinzipielle Anwendbarkeit der indirekten Methode zur SH-Grnppenbest immung unter Einsatz verschie- dener Reagentien und der amperometrischen Titra- tion.

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Dr. K. ttofmann Institut fiir Chemie und Physik Bundesanstalt ffir Fleischforschung BRD-8650 Kulmbach, Blaich 4