G. W. Löhr

Glucose-6-phosphate Dehydrogenase

Publisher Summary This chapter discusses glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6P-DH), which was first isolated from erythrocytes and from fermenting yeast by Warburg et al., who carried out an extensive purification and characterization of the enzyme. Blood cells, adipose tissue, and lactating mammary gland are especially rich sources of the enzyme. Some human and animal tumors contain high activity of the enzyme. G6P-DH is applied in biochemistry and clinical chemistry. Triethanolamine buffer (50 mM, pH 7.5) containing 5 mM EDTA has proved best. Measurements are made on tissue samples with 0.67 mM G-6-P and 0.5 mM NADP, which are optimum concentrations for the enzyme from erythrocytes. G6P-DH is inhibited by primaquine and other 8-aminoquinolines (antimalarial drugs) in millimolar concentration, as well as by phenylhydrazine. Nevertheless, the therapeutic concentration of these substances is more than tenfold lower and therefore, they have no significant effect on the measurements.

Glutathionreduktasemangel mit hämatologischen und neurologischen Störungen

ZusammenfassungIn der vorliegenden Arbeit wird ein neues klinisches Syndrom mit Glutathionreduktasemangel, hämatologischen und neurologischen Störungen beschrieben. 1. Die klinische Manifestation des erblichen Enzymdefektes besteht hämatologisch in einer Thrombocytopenie, nichtsphärocytärer hämolytischen Anämie oder Pancytopenie. Leber und Milz sind stets vergrößert. 2. Der z.T. schweren Pancytopenie ging bei drei untersuchten Kranken ein langfristiger Medikamentengebrauch (Phenobutazonderivate, Primaquine, Resochin) voraus. In schwächerer Form scheint diese jedoch auch schon vorher bestanden zu haben. Nach Absetzen der Präparate kam es bei einem Kranken zu einer vorübergehenden Teilremission des Blutstatus. 3. Neurologisch fanden sich bei allen Enzymdefektträgern Pyramidenbahnzeichen (Babinski-Gruppe) und im Elektroencephalogramm eine leichte bis mäßige Allgemeinveränderung mit vermehrten Theta-Wellen. In einer Familie bestand gleichzeitig eine Oligophrenie. Da der Schwachsinn alle Enzymdefektträger betraf, muß an einen metabolischen Schwachsinn gedacht werden. 4. Biochemische Untersuchungen ergaben, daß es sich nicht um einen Mangel an normaler Glutathionreduktase, sondern um die Bildung einer pathologischen Glutathionreduktase handelt. Das abnormale Enzym zeichnet sich durch eine Verschiebung des pH-Optimums zum Sauren und eine Erhöhung der Halbsättigungskonstanten für GSSG aus. Die Michaeliskonstante für NADPH2 war normal. Von dem Enzymdefekt sind Erythrocyten, Leukocyten und Thrombocyten in gleicher Weise betroffen. Die Glutathionstabilität gegen Acetylphenylhydrazin ist noch normal oder leicht pathologisch, der Heinzkörper-Test stets stark pathologisch. 5. Eine Hemmung des Enzyms durch einen Hemmkörper oder das Fehlen eines stromagebundenen Aktivators konnte unwahrscheinlich gemacht werden. 6. Der Erbgang des Enzymdefektes in einer 15köpfigen Familie war — ebenso wie die Thrombocytopenie und die neurologischen Störungen — autosomal dominant. 7. Therapeutisch brachte die Behandlung mit anabolem Hormon und Nebennierenrindensteroiden keinen sicheren Effekt. Die einmal durchgeführte Milzexstirpation besserte lediglich die Thrombocytopenie, während die nichtsphärocytäre hämolytische Anämie unverändert blieb.Von den drei Kranken mit Pancytopenie starben alle in wenigen Monaten. Alle oben angegebenen Medikamente sollten strikt vermieden werden.SummaryA new syndrome with deficiency of glutathione reductase, hematological and neurological disturbances is described. 1. There will be found thrombocytopenia, nonspherocytic hemolytic anemia or pancytopenia. Liver and splen are always enlarged. 2. Pancytopenia may become dangerous after prolonged therapy with phenopyrine derivates, primaquine, or chloroquine; death may occur. 3. Neurologically all patients with enzyme defect from 4 families showed spastic signs, an increase of-waves in the EEG and in 1 family also oligophrenia (metabolic oligophrenia?). 4. Glutathione reductase deficiency could be shown in erythrocytes, leucocytes and thrombocytes. Also as far as the nervous system is concerned, the enzyme defect seems to be the cause of the disturbances.ThekM-values for GSSG was 2 to 3 times above normal, the pH optimum was shifted from pH 6.8 to 6.4. ThekM for NADPH2 was normal. 5. The GSH content of the erythrocytes was normal also in the patients with the enzyme defect. The GSH stability to acetylphenylhydrazine was normal or slightly pathologic. The Heinzbody test (Beutler test) was always markedly pathologic. 6. There is not much probability for an inhibitor or a deficient, stroma bound activator to be the cause of the decrease of the activity of glutathione reductase. 7. The enzyme defect and the neurologic and hematologic changes was autosomally dominant in the family Bo. (15 members). 8. There is no successful therapy for these patients as yet. Drugs, which can cause the manifestation of the enzyme defect, should be strictly avoided.

Glucose-6-phosphate Dehydrogenase: (Zwischenferment)

Publisher Summary This chapter describes the preparation and stability of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6P-DH). G6P-DH was first isolated from erythrocytes and by fermenting yeast. It has been demonstrated in practically all animal tissues and in micro-organisms. Blood cells, adipose tissue, and the lactating mammary gland that are especially rich sources of the enzyme. Some human and animal tumors contain a high concentration of this enzyme. The optimum pH of the G6P-DH reaction is 8.3 for the enzyme from yeast or blood cells. It is found that between pH 7.4 and 8.6 there is little change in the enzyme activity. The measurements are made at pH 7.5 because this is nearest to physiological conditions and allows comparison to be made with other enzyme activities which are usually measured at this pH. The accuracy of the determination of activity in liver tissue can be increased if the hemoglobin content of the supernatant is estimated, and on the basis of this estimation, the additional G6P-DH is calculated. This value is subtracted from the total G6P-DH activity of the liver homogenate.

Zur Frage gewebespezifischer Isoenzyme der Glucosephosphatisomerase des Menschen

SummaryThe occurrence of tissue-specific isoenzymes is important for the distribution of the disease in enzyme deficiencies. In the case of GPI our results of starch gel electrophoresis, substrate affinity measurements and thermoinactivation gave no evidence for the occurrence of tissue-specific isoenzymes of GPI in man. GPI activity was in the same order of magnitude in various postmortal and intravital samples of human tissues, except in erythrocytes.ZusammenfassungBei angeborenen Enzymdefekten ist das Vorhandensein von organspezifischen Isoenzymen des betreffenden Enzyms wichtig für die Ausbreitung der Funktionsstörung im Organismus. Die Ergebnisse der Elektrophorese, der Bestimmung der Substrataffinität und der Thermoinaktivierung der GPI in menschlichen Organextrakten lieferten keinen Anhaltspunkt für ein organspezifisches Isoenzymsystem. Die Verteilung der GPI-Aktivität in verschiedenen postmortal und intravital entnommenen Gewebsproben ist relativ gleichförmig mit Ausnahme der Erythrocyten.

Glucose-6-P-Dehydrogenase Typ Bodensee (eine neue Enzymvariante)

SummaryA 22-year old patient with glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency and drug-induced hemolytic anemia was studied. Biochemical examination of the rough purified enzyme preparation of the erythrocytes showed a markedly increased turnover of substrate analogues and little thermal stability. The electrophoretic migration velocity, the Michaelis constants of glucose-6-phosphate and NADP as well as the pH activity of the enzyme were normal. It is recommended that this variant be termed the “type Bodensee” variant.ZusammenfassungWir untersuchten einen 22jährigen Patienten mit Glucose-6-P-Dehydrogenase-Mangel und einer medikamenten-induzierten hämolytischen Anämie. Die biochemische Untersuchung der angereicherten Enzympräparation aus den Erythrocyten ergab einen stark erhöhten Umsatz von Substratanalogen und eine geringe Hitzestabilität. Die elektrophoretische Wanderungsgeschwindigkeit, die Michaeliskonstanten für G-6-P und NADP sowie das pH-Aktivitätsverhalten des Enzyms waren normal. Wir schlagen für diese Variante den Namen Typ Bodensee vor.

Verlaufsstudien an megaloblastären Anämien unter Vitamin-B12-Behandlung

ZusammenfassungEs wird über vier megaloblastäre Anämien (m. A.) berichtet; dabei handelt es sich um drei echte perniziöse Anämien, von denen eine mit einem Plasmocytom kombiniert war, und um eine durch B12-Mangelernährung (Ziegenmilch ?) bedingte m. A.Es wurden Verlaufsuntersuchungen an Knochenmark, peripheren Blutzellen und Blutserum nach einer einmaligen Vitamin B12-Injektion durchgeführt. Dabei ergab sich, daß als früheste Veränderung ein Abfall der Aktivitäten der Thymidinkinase und der FH2-Reductase in den Knochenmarkzellen zu beobachten ist, und zwar in den ersten 12–36 Std, noch bevor eine morphologische Umwandlung der Megaloblasten nachgewiesen werden konnte. Die bei üblicher Knochenmarkdifferenzierung erkennbaren morphologischen Umwandlungen hatten sich im großen und ganzen bis zum Gipfel der Reticulocytenkrise im peripheren Blut vollzogen. Die DNS-Syntheserate innerhalb der Erythropoese war auf niedrige Werte abgefallen, während innerhalb der teilungsfähigen Zellen der Granulopoese noch ein gegenüber der Norm erhöhter Anteil in DNS-Synthese nachweisbar war.An den peripheren Erythrocyten lassen sich noch Wochen nach der ersten Vitamin B12-Gabe erhöhte Aktivitäten von Glykolyseenzymen messen. Im Blutserum hält sich als längste für die m. A. charakteristische Veränderung ein pathologisches LDH-Isoenzymmuster vom Hämolysetyp; es kann andere Hämolysezeichen wie auch eine Erhöhung der Gesamt-LDH-Aktivität um Wochen überdauern.SummaryA report on 4 cases of megaloblastic anaemia; there are 3 cases of pernicious anaemia (Addisonian anaemia) one of which was combined with a myeloma, and there was another one caused by alimentary deficiency (goat-milk?).Investigations were made about the alterations in the bone marrow, in the peripheral blood cells and in the blood serum after one injection of vitamine B12. It was noticed, that the first change was a decrease in the activity of thymidine kinase and dihydrofolate reductase in the bone marrow. This decrease was seen before morphological alterations of the megaloblasts were detected. The morphological alterations after B12 injection, established by common differentiation of the bone marrow, had finished when the peak of reticulocyte crisis in the peripheral blood occured. The rate of DNA synthesis simultaneously decreased in the erythropoetic system to low values, whereas the rate remained higher than normal in the granulopoetic system. Some other characteristic laboratorical symptomes of the megaloblastic anaemia became normal more slowly. The activities of some glycolytic enzymes in the red blood cells were increased and there was also a pathological pattern of haemolytic type in the LDH isoenzymes in the serum. Both biochemical lesions could be still demonstrated over weeks after the vitamine B12 injection.Es wird uber vier megaloblastare Anamien (m. A.) berichtet; dabei handelt es sich um drei echte perniziose Anamien, von denen eine mit einem Plasmocytom kombiniert war, und um eine durch B12-Mangelernahrung (Ziegenmilch ?) bedingte m. A.

Klinische Untersuchungen zur hereditären nichtsphärocytären hämolytischen Anämie bei Pyruvatkinasemangel der Erythrocyten

SummaryThis report summarizes hematological studies in 26 patients with hereditary nonspherocytic hemolytic anemia with pyruvate kinase deficiency. The pattern of the hematological findings is not specific. The diagnosis is based on the determination of pyruvate kinase activity in red cells.ZusammenfassungEs wird über hämatologische Untersuchungen bei 26 Patienten mit hereditärer nichtsphärocytärer hämolytischer Anämie bei Pyruvatkinase-Defekt berichtet. Das Muster der hämatologischen Befunde läßt keine pathognomonischen Veränderungen erkennen. Entscheidendes diagnostisches Kriterium ist die Messung der Pyruvatkinaseaktivität der Erythrocyten.