Somogyi Múzeumok Közleményei 13. (1998)
Csapó János-Csapó Kiss Zsuzsanna-Nyberg J. Csapó János Jr. Varga Visi É.: Hogyan, mire és milyen korlátokkal lehet használni az aminosavakat és az aminosavak raciminációját fosszilis anyagok korának meghatározása az archeometriában?
FOSSZILIS ANYAGOK KORÁNAK MEGHATÁROZÁSA 191 A hidrolíziskor keletkezett D-Asp mennyisége (%) 0 1 2 3 4 5 6.5 Konstans 0 0.20 0.041 0.062 0.083 0.105 0.140 Számított idő (10.000 év) 22.4 21.7 21.0 20.3 19.6 18.8 17.7 4. táblázat: A fehérjehidrolízis során lejátszódó racemizáció hatása a fosszilis csontok korára (BADA ÉS PROTSCH, 1973) A számításhoz az alábbi egyenletet használták fel: 1+ D/L In -C = 2kAc n xt 1 - D/L ASP k Asp = 1.48 x 10' 5 /év; D/L = 0.32. NEUBERGER (1948) az aminosavak bázis katalizálta racemizációjára az alábbi mechanizmust írta le. Első lépésként az a helyzetű protont egy bázis elvonja és a tetraéderes konfigurációból egy planáris szerkezetű anion jön létre, mely a továbbiak során egy proton fölvételével stabilizálódik. NEUBERGER szerint bármilyen helyettesítés a karboxil csoporton fokozza a racemizációt, mivel ez megkönnyíti az a-helyzetű proton leszakadását és hasonló hatás érhető el akkor is, ha a a-helyzetű szénatomhoz egy elektronegatív szubsztituenst kapcsolunk. MANNING (1970) bizonyította az a-helyzetű proton elvonást és rekombinálódást, mint a racemizáció első lépését az a-helyzetbe beépült tricium mérésével. További vizsgálatok során a fentiekben leírt neubergeri megállapítások megerősítést nyertek és SMITH és mtsai (1976) egyértelműen leszögezték, hogy a relatív racemizácíós arányt egy fehérjében több tényező (sztérikus, szomszéd, oldószerhatás) együttes hatását figyelembe véve lehet csak becsülni. NEUBERGER egy másik elképzelése, miszerint a peptidkötésben lévő aminosavak racemizációja lényegesen gyorsabb mind a sav, mind a bázis katalizálta reakciókban, mint a szabad aminosavakban ugyancsak bizonyítást nyert a későbbiek folyamán. Fentiekből az a következtetés adódik, hogy a dipeptidben lévő aminosavak gyorsabban racemizálódnak, mint a szabad aminosavak, és a növekvő racemizációs sebesség a peptidlánc hosszának növekedésével még tovább növekszik. Ebből adódóan feltétlenül kell ismerni a szabad és a kötött állapotban lévő aminosavak racemizációs folyamatait. Fentieknek homlokegyenest ellentmond az a megfigyelés, hogy a kövületekben és üledékekben a szabad aminosavak jobban racemizálódnak mint a fehérjében kötött aminosavak (DUNGWORTH és mtsai, 1973; BADA 1975). Ezt HARE (1971) azzal magyarázta, hogy a fehérjelánc szétszakadásakor az aktivált állapotban lévő aminosavak nagyobb hajlandóságot mutatnak a racemizációra mint a kötöttek. BADA és SCHROEDER (1973) szerint viszont sokkal valószínűbb az a mechanizmus, hogy a fehérjéből származó szabad aminosavak racemizációját a nyomnyi mennyiségben jelenlévő nehézfém-ionok katalizálják, tehát nyilvánvaló, hogy az aminosavak fossziliákban történő racemizációja egy igen bonyolult és összetett folyamat, melyet befolyásol a hidrolízis és a katalitikus hatás is (BADA, 1975). Fentiekből az is következik, hogy a szabad aminosavak, a peptidek és a fehérjék más és más arányú racemizáción mennek keresztül, és a három frakció közül a fehérjék a legstabilabbak a racemizáció tekintetében, hiszen kevésbé hajlamosak a fémek általi katalízisre. A szabad aminosavak racemizációját elsősorban a pH (BADA, 1972) és a fémionok (Ca 2+ , Mg 2+ ) befolyásolják. SMITH és mtsai (1976) bizonyították, hogy az ionerősség is jelentős tényező, hiszen növekvő ionerősség hatására növekszik a racemizáció is. Értékelve az elmondottakat leszögezhető, hogy más a racemizáció a szabad, a peptidben lévő, avagy a fehérjében kötött aminosavaknál, és e három frakciónál a racemizációt a különböző környezeti hatások másként befolyásolják. Úgy tűnik, hogy a fehérjében kötött aminosavak racemizációjára van a legkisebb hatással a pH és az ionerősség, tehát a három frakció közül ez a legmegbízhatóbb a kormeghatározás tekintetében. Az a tény viszont, hogy lúgos körülmények között a racemizációs folyamatok felgyorsulnak, felhívja a figyelmet arra, hogy a fehérje kinyerés folyamatából a lúgos extrakciót lehetőleg el kell hagyni. Az elmondottaknak nem mond ellent az sem, hogy a szabad aminosav, illetőleg peptidfrakció is értékes információt szolgáltathat a régész számára. 3. Minimális racemizációval járó rövid ideig magas hőmérsékleten végzett fehérje hidrolízis a fehérje D- és L- aminosavainak meghatározására 3.1. Kísérleti rész A fehérjék hidrolízisére valamint a szabad aminosavak kezelésére Pyrex újrafelhasználható hidrolízis csöveket használtunk. A csövekbe 8 cm 3 6M sósavat lehetett betölteni anélkül, hogy a hidrolizáló ágens elérte volna a teflon záró csavart. Mindegyik esetben 1 cm 3 6M sósavval hidrolizáltuk a fehérjét 160, 170 és 180 °C-on, ügyelve arra, hogy a csőből a sósav nyomnyi mennyiségben se szökjön meg.
