255. Albert Szent-Gyérgyi: Das kontraktile Element des Muskels. [Aus d. Institut fiir Medizin. Chemie, Universitat Szeged. (Bingegangen am 12. November 1942.) Die groBe Anzahl der Theorien der Muskelkontraktion zeigt, daB wir tiber das Wesen dieses Vorganges noch nicht im klaren sind. Wir wissen heute, daB die Fibrille das kontraktile Element des Muskels darstellt und da8 die Fibriile zum groBten Teil aus Myosin aufgebaut ist. Das Myosin ist ein fibréses Globulin, das aus den quergestreiften Muskeln nach H. H. Weber?) mit alkalischem 0.6-m KCl herausgelést werden kann und aus langen, stabchenférmigen Molekiilen besteht. 1) H.H. Weber u. K. Meyer, Biochem, Ztschr, 266, 137 [1933], 1869 fJahrg. 75 Viele Forscher suchten das Wesen der Muskelkontraktion aus den Eigenschaften des Myosins zu verstehen. Eine sehr wesentliche Stiitze dieser Auffassung, nach der das Myosin unmittelbar an der Muskelkontraktion teilnimmt, wurde durch U. A. Engelhardt und M. N. Ljubimova?) ge- liefert, die fanden, da& das Myosin Adenyltriphosphat (ATP) spaltet. Ver- mutlich ist die bei der ATP-Spaltung frei werdende Energie die unmittelbare Quelle der Energie der Muskelkontraktion. Immerhin aber gaben die Eigenschaften des Myosins keinen Aufschlub iitber den Mechanismus der Muskelkontraktion. Zwar fanden J. Needham) und Mitarbeiter in Gegenwart von KCl ein Verschwinden der Strémungs- doppelbrechung und der anomalen Viscositat des Myosins auf ATP-Zugabe und schlossen hieraus auf eine drastische Formveranderung der Myosin- teilchen unter Kinwirkung von ATP in Gegenwart von KCl. Die Ergebnisse von Needham und Mitarbeitern kénnen aber auch einfach mit einer Des- aggregation der Myosinzellen erklart werden. Die Versuche von W. F. H. M. Mommaerts‘) zeigen, da& der von Needham und Mitarbeitern be- obachtete Effekt tatsachlich, wenigstens zum gré8ten Teil, auf eine Des- aggregation und nicht auf eine Formveranderung der Myosinteilchen zurtick- gefiihrt werden mus. Die Versuche, die in meinem Laboratorium im Laufe des letzten Jahres durch I. Banga, T.Erdés, M. Gerendas, W. F. H. M. Mommiaerts, It, B. Straub und mich5) selbst ausgefithrt worden sind, zeigen, da’ Myosin nicht das kontraktile Element des Muskels ist. Das kontraktile Klement der Fibrille ist eine Verbindung des Myosins mit einem von F. B. Straub) isolierten fibrosen Protein, das Actin genannt wurde. Das Acto-Myosin verbindet sich mit ATP, und zwar wird, wie Mommaerts') zeigte, durch je 100000 g Myosin 1 Mol ATP gebunden. Wie Straub) zeigte, wird auch Mg in den Komplex eingebaut. Dieser Mg-AT'P-Acto-Myosin-Komplex ist das kontraktile Element des Muskels. Er ist Salzen gegentiber aulterst empfindlich, und sein physikalischer Zustand ist von Natur und Konzentration der vorhandenen Salze abhangig. Wird aus Acto-Myosin nach H. H. Weber®) ein Faden hergestellt und in eine verdiinnte Lésung von MgCl, und ATP eingelegt, so bildet sich der obengenannte quartére Komplex, ohne daB sich die Form des Fadens ver- anderte. Wird nun eine geringe Menge (0.01—0.1-m) KCl zugefiigt, so zeigt der Faden eine energische Kontraktion und zieht sich auf ein Drittel der urspriinglichen Lange zusammen. Die Kontraktion ist isodiametrisch, und der Faden wird gleichzeitig kiirzer und dicker. Bei einer etwas hoheren Konzentration, etwa 0.2—2.4-m KCl, bleibt der Faden unverdndert, zieht sich aber zusammen, wenn man die Salzlésung durch Wasserzugabe_verdiinnt. Bei héheren KCl-Konzentrationen lést sich der ATP-Acto-Myosin-Faden auf. Es wire verfriiht, eine Aussage itber das Wesen tnd die Natur dieser 4 . . . os Pen : : Erscheinungen zu machen. Die drastische Verkiirzung der Faden wird sich 2) Nature [London] 144, 668 [1939]; Biochimia 4, 716 [1939}. 3) J. Needham, S.-C. Shen, D.M. Needham u, A.S.C.Lawrenec, Nature [London] 147, 766 [1941]. 4) Im Druck. 5) Studies from the inst. med, chem. univ. Szeged, Vol. 1, 1941-42. *) H, H. Weber, Pfliigers Arch. ges, Physiol. Menschen Tiere 286, 205 [1934}. Nr. 12/1942| 1870 aber schwer ohne die Annahme der drastischen Verkiirzung der Mg-A’TP- Acto-Myosinteilchen erklaren lassen. Wie dem aber auch sei, gestatten diese Versuche, nun die Kontraktion in vitro messend zu verfolgen. Ich méchte zum SchluB eine interessante Beobachtung I. Bangas nicht unerwahnt lassen. Nach ihren Versuchen ist nur das kontrahierte Acto-Myosin fermentativ wirksam. Das ATP wird nur durch das kon- trahierte EiweiB mit gré8erer Geschwindigkeit gespalten. Dies legt den Gedanken nahe, da8 auch in vivo das Myosin erst in kontrahiertem Zu- stande aktiv wird und durch die Spaltung des ATP die zur Relaxation nétige Energie frei macht. Mogen diese Zeilen auch meine tiefe Bewunderung der Kulturarbeit der Deutschen Chemischen Gesellschaft und zugleich meine Wiinsche fiir eine weitere ruhmreiche Zukunft zum Ausdruck bringen.