Untersuchungen über die biologische Bedeutung
und die Kinetik der Katalase.
Von O. Steche und P. Waentig.
I. Einleitung nnd Problemstellung.
Die im folgenden dargelegten Befunde sind die Resultate mehrjähriger Untersuchungen,
die in der Absicht unternommen wurden, eine Klärung der noch immer rätselhaften Wirkung jenes
im Tier- und Pflanzenreiche allgemein verbreiteten Fermentes zu finden, das nach dem Vorgänge
von Loewx) als Katalase bezeichnet wird und charakterisiert ist durch seine spezifische Fähigkeit, Wasserstoffsuperoxyd
unter Bildung von Wasser und molekularem Sauerstoff zu zersetzen. Eine genauere
Untersuchung der Katalasewirkung bietet in zoologischer wie chemischer Hinsicht, mannigfaches
Interesse. So glaubte Wo. Ostwald auf Grund seiner Befunde an Insekten eine Beziehung des Katalasegehalts
zu den phototropischen Reaktionen und zu den Atmungsprozessen annehmen zu können.
Es erschien in Beziehung darauf wichtig, ob sich etwa eine Parallele zwischen der Intensität von
oxydativen Vorgängen im Körper und dem Katalasegehalt ziehen ließe. Zu diesem Zwecke beabsichtigten
wir, einesteils Untersuchungen über die Verteilung der Katalase auf die Organe eines und
desselben Tieres anzustellen, in der Hoffnung, dabei etwaige Beziehungen zur Intensität des Stoffwechsels
aufzudecken. Zweitens erschien es interessant, dem Verhalten der Katalase während, der
Entwicklung nachzugehen. Als Objekte dazu boten sich besonders die Insekten, da bei diesen einmal
ein erheblicher Gehalt an Katalase nachgewiesen war (speziell von Wo. Ostwald) und ihre Entwicklung
durch Larvenleben, Puppenruhe und Imaginalstadium sehr wechselnde biologische Verhältnisse
zeigt, die sich außerdem durch Temperaturwirkungen beliebig in ihrer Zeitdauer beeinflussen lassen.
Ferner suchten wir nach geeignetem Material, um das Verhalten der Katalase während der Entwicklung
der Geschlechtsprodukte zu prüfen. Bei der Entwicklung des befruchteten Eies steigern sich die
Oxydationsprozesse bekanntlich sehr bedeutend und es fragte sich, ob dementsprechend auch ein
besonderer Gehalt an Katalase in diesen Zellen vorhanden sei.
Für den Chemiker bot die messende Verfolgung der Kinetik der Reaktion eine Reihe interessanter
Probleme. Die Arbeiten früherer Autoren enthalten eine ganze Anzahl Widersprüche und es mußte
von Wichtigkeit sein, diese aufzuklären und zu einer einheitlichen Auffassung des Reaktionsgeschehens
zu gelangen, besonders da die Katalase in theoretischer Beziehung vielfach als Vorgleichsobj ekt mit
den anorganischen Fermenten verwendet worden ist.
l) Von Literaturzitaten ist in dieser Arbeit im allgemeinen abge sehen, da die Arbeiten früherer Autoren .in unseren
Mitteilungen in Zeitschr. f. Physiol. Chemie (Bd. 74, II. 2 u. 3 ; Bd. 76, H. 2 u. 3 und Bd. 79, H. 7) eingehend berücksichtigt sind.