Zur Biochemie der Spurenelemente Zink, Kupfer, Mangan, Molybdän, Chrom und Kobalt: Verteilung, Bindung und Regulation durch Nebennierenrinden-Hormone

Abstract

Die Spurenelemente Cu, Mn, Mo und Co sind in der Leber charakteristisch auf die Zellfraktionen, Kerne, Mitochondrien, Mikrosomen und Cytoplasma, verteilt. Bei den einzelnen Spurenelementen sind der Gehalt und die Verteilung nach Adrenalektomie in unterschiedlicher Weise geändert. Der nach Adrenalektomie erhöhte Cu-Gehalt der Leber wird durch Cortison normalisiert. Die untersuchten Spurenelemente werden im Cytoplasma zumeist an drei Fraktionen von Proteinen gebunden. Diese haben ein Molgewicht von etwa 120 000, 30 000 und 9 000. Die Verteilung der Metallionen auf die Proteinfraktionen weist eine typische Zeitabhängigkeit auf, die durch den intrazellulären turnover der Spurenelemente bedingt ist. Durch vergleichende Inkubation von Cytoplasma mit radioaktiven Spurenelementen in vitro wurde wahrscheinlich gemacht, daß einige Spurenelemente bei der Synthese ihrer Bindungsproteine irreversibel eingebaut werden. Für die Bindungsproteine wird eine Speicher-und Schutzfunktion diskutiert. Nach Zugabe von radioaktiven Spurenelementen zu Serum und dessen elektrophoretischer Auftrennung wurden Co im Albumin, Mn im ß-Globulin (Transferrin), Zn im o^-Globulin und Cr im -Globulin und 0-Globulin (Transferrin) gefunden. Nach Adrenalektomie war der Gehalt an Cu, Mn und Cr im Serum erhöht, der an Mo erniedrigt. Biochemistry of the trace elements Zn, Cu, Mn, Cr and Co: Distribution, binding and regulation by adrenal hormonesIn the liver, the trace elements Cu, Mn, Mo and Co show a characteristic distribution between nucleus, mitochondria, microsomes and cytoplasm. The concentration and distribution of each trace element show specific changes after adrenalectomy. The increase in the concentration of Cu in the liver after adrenalectomy is normalized by cortisone. In the cytoplasm, the trace elements are bound by, at the most, three different protein fractions: molecular weights approximately 120 000, 30 000 and 9 000. The distribution of the metal ions amongst these protein fractions shows a typical time dependence, which results from the intracellular turnover of the trace elements. From comparative incubations of cytoplasm with radioactive trace elements in vitro, it seems likely that some trace elements become irreversibly incorporated during the synthesis of their binding proteins. A storage and protection function is suggested for the binding proteins. After the addition of radioactive trace elements to serum and electrophoretic separation, Co was bound in the albumin fraction, Mn in the 0-globulin (transferrin), Zn in the ^-globulin and Cr in the -globulin and 0-globulin (transferrin). After adrenalectomy, the concentrations of Cu, Mn and Cr in the serum were increased, and Mo was decreased.