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Wirkung von Actinomycin auf das Enzymmuster der Rattenniere während der Entwicklung

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Page 1: Wirkung von Actinomycin auf das Enzymmuster der Rattenniere während der Entwicklung

15.11. 1967 Specialia 939

und MCINTYRES, ftir 4-Aminophenazon durch o x y d a t i v e Kondensa t ion mi t Phenol nach HASLINGER und STRUNZ 9 und ftir D i m e t h y l a m i n o p h e n a z o n durch das Joda t - ver fahren nach MADAUS und MEYER 1°.

Besonders bemerkenswer t is t die L6sl ichkei t in der Lezi th inmischung. Das Lez i th in muss te zur Ern iedr igung der Viskosi t / i t m i t Benzin (1 : 1, g/g) ve rse tz t werden. Es kann a n g e n o m m e n werden, dass die L6sl ichkei t der Arz- ne imi t te l in re inem Lezi th in noch gr6sser ist. D e m n a c h lassen sich bei den yon uns un te r such ten Verb indungen erhebliche Untersch iede in der L6sl ichkei t in' Benzin,

L6sliehkeit von Phenazon, 4-Aminophenazon und Dimethylamino- phenazon in g/100 g Benzin, Rinderklauen61, Sehweinesehmalz,

Lezithin + Benzin (1 + 1) und Chloroform bei 37 °C

Phenazon 4-Amino- Dimethyl- phenazon amino-

phenazon

Chloroform, Tr ig lyzer iden und Phospha t iden feststellen. Bei der B e s t i m m u n g des sogenann ten An t ipy r in raumes Ms Mass des Gesamtk6rperwassers k6nnen diese Un te r - schiede n ich t vernachl i iss igt werden und b ie ten eine Er - kl~.rung fiir den b e k a n n t e n Feh le r dieser Methode n.

Summary. The solubi l i ty of phenazon, 4 -aminophen- azon and aminophenazon in heptan , nea t s foo t oil, lard, leci thin and chloroform was de termined. The results demons t r a t e t h a t the solubi l i ty in chloroform or hep t an canno t be t aken as a measure of the fat-solubi l i ty , and t h a t t he solubi l i ty of phenazon in lipids has to be t aken into considera t ion in de te rmin ing the so-called an t ipyr in- space as a measure of to t a l body water .

H. HANKE und W. KLINGER

Institug [iir Pharmazie und Lebensmiltelchemie und Institut liar Pharmakologie der Friedrich-Schiller- Universitdg, Jena (DDR), 27. Apr i l 7967.

Benzin, Kp 59 °C 0,072 0,075 0,81 RinderMauen61 0,74 0,36 2,00 Sehweinesehmalz 0,56 0,45 1,70 Lezithin-Benzin (1 + 1) 13,0 14,0 12,6 Chloroform 90,5 87,9 120,6

s D. DAWDSON und I. MCINTYRS, Biochem. J. 62, 37 (1956). R. HASUNa~R und W. STRUNZ, Arzneimittel-Forsch. 4, 299 (1954).

10 G. MADAUS und F. MEYER, Arzneimittel-Forseh. 7,375 (1951). n D. P. MSRTZ, Die extrazelluliire Fliissigkei~ (Georg-Thieme-Verlag,

Stuttgart 1962).

Wirkung von Actinomycin auf das Enzymmuster der Rattenniere w~hrend der Entwlcklung

Wlihrend der Organogenese n i m m t die Aktivit~tt zahl- reicher E n z y m e laufend zu. Die hierbei wi rksamen Regula t ionssys teme sind noch wei tgehend unbekann t . Es bedarf der Kl~trung, ob die Akt iv i tAtszunahme durch Regelkreise innerhalb der Zelle ges teuer t werden kann, oder ob allein t ibergeordnete Sys teme (z.B. das Endo- kr inium) eine Rolle spielen. E ine exper imente l le Bearbei- t u n g dieser F rages te l lung scheint durch Eingr i f fe in die (Enzym-) Eiweissynthese der Zelle m6glich. Ac t inomyc in D un te rb inde t die Bi ldung yon Messenger -RNS und dami t die Transskr ip t ion der genet ischen In fo rma t ion 1. &Is ModeU fiir diese Un te r suchungen eignet sich die Niere der R a t t e besonders gut, da dor t Zonen unterschiedl icher Akt iv i t / i t bes tehen (Rinde, Zona subcorticalis)2, und der Te rminp lan der E n t w i c k l u n g fiir eine Re ihe yon E n z y m e n bekann t ist. - Wi r haben m~nnl ichen und weibl ichen 1Ratten beginnend am 12., 13., 14. und 15. Lebens tag je 3 Tage lang pro Tag pro 10 g K6rpergewich t 2 #g Act ino- mycin D (50/~g in 1 ml 0 ,9%iger NaC1-L6sung) i.p. ver- abfolgt. Die In j ek t ionen erfolgten jeweils zwischen 17.00 Und 19.00 Uhr , die T 6 t u n g zwischen 08.00 und 09.00 U h r am Tage nach der le tz ten In jek t ion . Zur Kont ro l le er- hiel ten Tiere s ta r t Ac t inomyc in D eine en tsprechende Menge 0,9%ige NaC1-L6sung inj iz ier t ; ausserdem unter- Suchten wir unbehande l t e Kontro l i t ie re . Die T 6 t u n g er- Iolgte durch Dekapi ta t ion . 10 /z d icke Kryos ta t schn i t t e . Nachweis der alkal ischen Phospha tase nach GOMORI (Modifikation nach PEARSE 8) und v. DEIMLmG 4, der sauren Phospha tase nach BARKA s sowie yon Leucin- aminopept idase , unspezif ischer Esterase, N A D H , Glu- Cose-6-Phosphatase und fl-Hydroxibutters~Luredehydro-

genase. -- Von allen nachgewiesenen F e r m e n t e n zeigt sich ein deut l icher Ef fek t bei Tieren beiderlei Geschlechts nur fiir alkalische Phosphatase . Be t rof fen sind in erster Linie die geraden Abschni t t e der Haup t s t f i cke (Zona subcort i - calis). N a c h dreit / igiger Behand lung m i t Ac t inomyc in k o m m t es be im Weibchen zu einer deut l ichen Ak t iv i e rung der alkal ischen Phospha tase in der Zona subcorticalis . Die Ak t iv i t~ t dieses Fermentes , die bei den Kont ro l l t i e ren in dieser Zone zwischen dem 12. bis 28. Lebens t ag ge- r inger als in der Rinde ist, f iberschrei te t nach Behand lung die IZindenaktivit~tt. B e i m M~nnchen wird durch Act ino- myc inbehand lung ebenfalls die Zona subcort ical is akt i - viert , j edoch erre icht die Ak t iv i t~ t n u t die der Rinde. Ahnl ich verh/~lt sich bei m~nnl ichen Tieren die saure Phosphatase . I n lokal isator ischer Hins ich t t r i t t du t ch Ac t inomyc in bei ke inem der F e r m e n t e l ich tmikroskopisch eine nachweisbare Ver~nderung ein: alkalische Phospha- tase ist an den Bi i rs tensaum, saure Phospha tase an das Cy top lasma gebunden.

Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass Ac t inomyc in an der Ra t t enn i e r e w~hrend der E n t w i c k l u n g n ich t un- mi t t e lba r in das Bi ldungssys tem der Phospha tasen ein- greift . WS.re dies der Fall , h~ t te es zu einer Verminde-

F. H. GOLDBERG and E. REICH, Fedn Proc. Fedn Am. goes exp. Biol. 20, 958 (1964). O. v. DEIMLING und H. NOLTEmUS, Histoehemie 3, 500 (1964).

3 A. E. G. PEARSE, Histochemistry, 2nd edn (Churchill Ltd., London 1960).

40. v. DmMLING, Histoehemie 4, 48 (1964). 5 T. BARKA and P. J. ANDERSON, Histochemisgry (Harper and Row,

Ine. 1963).

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runge, 7 und nicht zu einer Verst~rkung der Fermentakt i- vi t~t kommen miissen. Es ist daher anzunehmen, dass die Aktivit~t der Phosphatasen indirekt gesteuert wird, vermutlich durch ein Repressorsystem, dessen Ausschal- tung durch Actinomycin die Fermentakt ivi t~t ansteigen E~sst. Often bleiben muss jedoch, ob Actinomycin unmit- telbar die Wirkung des Repressorgens auf das Struktur- bzw. Operatorgen beeintr~chtigt - in diesem Fall wiirde es zu einer vermehrten Neubildung von Phosphatasen kommen - oder ob, wie es MooG fiir das Duodenum an- n immt s, die Bildung eines Proteins unterbunden wird, das im Cytoplasma die Umwandlung yon inaktiven Phosphatasemolekiilen in aktive hemmt. Vielleicht spieten auch beide Mechanismen eine Rolle. Auff~Uig ist die Ahn- lichkeit unserer Ergebnisse mit denen yon SCm~.BLER und MOHLENFRLD 9, die dutch Gaben yon 0strogen eine geschlechtsspezifische Steigerung der Aktivit~t yon alkali- scher und saurer Phosphatase in der Zona subcorticalis der Niere unreifer Rat ten ab 12. eebenstag erzielen konnten. Die Wirkung yon Actinomycin ist jedoch ge- ringer als die yon 0strogen. Nach unseren gegenw~rtigen Kenntnissen greift auch das 0strogen in das Repressor- system ein 10. Zu iiberlegen ist, ob ein Tell der Actino- mycinwirkung auf eine Stimulierung der Nebennieren- rinde zuriickzufiihren ist. Eine endgiiltige Kl~rung dieser Frage steht noch aus. Vorversuche haben jedoch ergeben, dass durch Cortison bei Tieren zwischen dem 12. und 15. Lebenstag zwar eine begrenzte allgemeine Steigerung der

Aktivit~t yon alkalischer und saurer Nierenphosphatase eintritt , aber nicht das geschlechtsspezifische Enzym- muster erzeugt werden kann. Unklar bleibt schliess]ich, warum die Actinomycinwirkung in erster Linie die Zona subcorticalis betrifft. Dies diirfte jedoch nicht yon prinzipieller Bedeutung sein, da auch w~hrend der nor- malen Entwicklung diese Zone eine besondere Aktivi- t~tssteigerung erf~hrt.

Summary. Actinomycin D causes a marked increase of alkaline phosphatase activity in the zona subcorticalis of the developing rat kidney. The effect is more pronounced in female than in male animals. Acid phosphatase activity increases in males only.

T. H. SCHIEBLER und CH. PILGRIM

A natomisches Institut der Universitdit Wi~rxburg (Deutschland), 1. September t967.

e F. MOOG, Science 144, 414 (1964). F. MooG, Adv. Enzyme Regulative 3, 221 (1965).

s F. Moo~, J. exp. Zool. 16t, 353 (1966). 9 T. H. SCHIEBLER und E. MOHLENFELD, Naturwissensehaften 53, 311 (1966).

10 O. HECHTER and J. D. HALKERSTON A. Rev. Physiol. 27, 133 (1965).

A u t o r a d i o g r a p h i c D e m o n s t r a t i o n of A r y l s u l p h a - t a s e C Act iv i ty in P e r i t o n e a l M a s t Cel ls of the Rat

Mast cells take up intensively labelled sulphate 1,~. This is considered to be a reflection of sulphation or perhaps of synthesis of heparin s. On the other hand, tissues which rapidly metabolize sulphate are known to indicate a high arylsulphatase activity. Experiments were, therefore, carried out to demonstrate activity of this enzyme in mast cells of ra t peritoneal fluid. Relative, quant i ta t ive autoradiography was used in order to find the difference in arylsulphatase C activity in mast cells of young and adult rats. Of the 3 arylsulphatases A, B, and C a, only the latter can be reliably demonstrated by cytochemical methods owing to its desmo-enzymatic character. For revealing arylsulphatase C in mast cells, the previously described method a was used. The principle of this method may be presented as follows:

a~SO~K (enzyme) OH

I. ~ ~ + H~O ~ ~ ~ + a~S04~- + K+ + H +

NO, NO 9

II. ~SOa I- + Ba ~+ > Ba86SOa (radioactive precipitate)

The cells are incubated with the substrate, labelled p-nitrophenol potassium sulphate, in the presence of Ba ions. Arylsulphatase hydrolyzes the substrate to labelled sulphate (I) which reacting with Ba ions yields a precipi- tate of labelled BaSO4 (II). Such a precipitate may be detected autoradiographically,

Method. Two groups of Wistar female 7-day- and 1-yea~- old rats were used. The peritoneal cells were collected separately from the animals of both age groups, Smears were prepared and fixed in 10% neutralized formalin at 4°C. The cells were then subjected to the following procedure. (a) Preincubation in 2,5 × 10-aM barium acetate for 5 min at 37 °C; this aimed at creating condi- tions of better saturation of the cells with the capturing agent. (b) Incubat ion in 5 .0× 10-*M p-nitrophenol potassium ssS-sulphatee, specific activity 0.65mC/mM for I h at 37°C. (c) Washing in 2.5 X 10-8M of 'cold' p-nitrophenol potassium sulphate. All ingredients used in the reaction described above were dissolved in 0.05M hydroxymethyl aminomethane (Tris)buffer, pH 7.51. Some smears were heated a t 100°C and then the reaction for a~ylsulphatase C was carried out as a negative control. All smears were autoradiographed with Kodak AR 10 film and the autoradiographs were stained with toluidine blue. The percentage of labelled cells, as well as the mean grain counts/mast cell, were calculated.

Results. Autoradiographs of the smears heated at 100 °C did not indicate any radioactivity in the cells. However,

i G. G. Gumo~n and F. SPz~Lu-REssI, Expl Cell Res. 33, 254 (1964). W. SAWICKI, Bull. Ac. Pol. Sci. CI. I I S6r. Sci. biol. 12, 599 (1964).

a E. D. KERN, J. biol. Chem. 234, 1647 (1959). 4 A.B. RoY, Bioehem. J. 53, 12 (1953). 5 j . KAWIAK, W. SAWICKI and B. MIKS, Acta histoehem. 19, 184

(1964). 6 The supply of which by Dr. J. KAWIAK is here gratefully ac-

knowledged.