DEUXIÈME PARTIE

lodoprotéines artificielles.

Lorsque de l’iode est mis au contact de protéines en solution il se fixe sur certains acides aminés et en oxyde d’autres. L'étude chimique de ces réactions, en particulier de celles donnant naissance à la thyroxine a été féconde tant par ses applications biologiques que par son intérêt théorique. Nous exposerons dans cette partie les résultats d'ensemble obtenus dans ces deux domaines.

a. PRÉPARATION DES IODOPROTÉINES ET ACTION DE L'IODE SUR LES ACIDES AMINÉS.

Trois méthodes générales d’ioduration ont été mises en œuvre pour ioder les protéines : l’action de l’halogène en milieu acide, alcalin ou neutre.

Les résultats diffèrent suivant la température, l’agent d’ioduration et la concentration du milieu iodurant ; chacune d'elles comporte des avantages et des inconvénients particuliers [32]. HOFMEISTER [86] employant l’iode métalloïdique à température ordinaire en milieu acide a obtenu des produits de teneurs en iode définies à partir de diverses protéines. Cependant ces composés sont relativement pauvres en halogène, ce qui a fait considérer sa technique comme médiocre. Cet auteur a néanmoins signalé le premier que la tyrosine participait à la fixation de l’iode, car celle-ci va de pair avec la disparition de la réaction de MILLON. BLUM et VAUBEL [30, 31], ont proposé d'opérer en milieu bicarbonaté en substituant au métalloïde une solution iodo-iodurée ; l'acide iodhydrique provenant des réactions de substitution étant alors éliminé. Cette méthode a été adoptée par divers auteurs, notamment par OswaLD [145] opérant sur des protéines, des albuminoïdes, des peptones ; elle a été modifiée par KURAJFFF [100-101], lequel a proposé d'opérer en présence de carbonate de magnésium. Von Mu-

TZENBECHER [140] a adopté l’ioduration en milieu ammoniacal, par l'intermédiaire d’iodure d’azote, corps dont l’emploi direct a été préconisé par WorMALL [200]. En règle générale les iodoprotéines obtenues par le procédé de BLUM et VAUBEL sont plus riches en halogène que celles préparées en milieu acide et celles iodées en solution ammoniacale le sont plus encore, en sorte qu’il y avait lieu de se demander s’il existe des degrés définis d’ioduration.

Après élimination de l’halogène adsorbé souvent en abondance (LIEBEN et LAszLO [113]), les iodoprotéines lavées à l’alcool ou à l’acétone et longuement dialysées ne renferment d’iode que sous forme de combinaison organique. Dans ces conditions, l’hémoglobine de cheval, par exemple, fixe encore 6,0 p. 100 d’iode en milieu faiblement acide ou neutre, 7,8 p. 100 en solution bicarbonatée, 8,7 p. 100 en milieu ammoniacal et 9,6 p. 190 en présence de soude (BAUER et STRAUSS [13]). BLuM et SrRAUSS [28-29], ont les premiers essayé de dissocier deux types de combinaisons halogénées dans les produits d’ioduration maxima. Partant des travaux consacrés par PAULY [154-155] et par PauLY et GUNDERMANX [156], à l’halogénation de l’imidazole et de ses dérivés, ils ont constaté que l’acide sulfureux élimine une partie de l’iode des protéines halogénées au maximum (iodoprotéines A) et les transforme en iodoprotéines B, de teneurs en iode plus faibles et constantes, par ailleurs mieux définies que celles des combinaisons A. Les produits d’halogénation très rapide, en milieu bicarbonaté (iodoprotéines C), sont identiques aux dérivés B et les résultats obtenus par PAULY permettent de penser que les deux derniers renferment la totalité de leur halogène combiné à des radicaux carbonés de divers cycles ; tandis que, dans les premiers, une partie de celui-ci, plus labile et mobilisable par l’acide sulfureux, est fixé à l’azote de cycles ou de radicaux divers. De nombreux auteurs [103, 192, 74, 85, 12, 143, 33, 126, 112. 151] ont étendu la notion que le taux de l’iode des produits A et B est particulier à chaque protéine, ce qui permet d’envisager sa combinaison à divers acides aminés, Comme on pouvait le prévoir, il n’existe aucun rapport rigoureux ‘entre les quantités d’iode fixées respectivement à l'azote et au carbone, Néanmoins, il demeurait certain à la suite de ces premiers travaux que les protéines peuvent présenter deux types de combinaison avec l’iode et que les conditions dans lesquelles celui-ci est mis en œuvre lui permettent de s'unir à elles selon une seule de ces modalités ou selon les deux.

La complexité des réactions de l’iode avec des molécules de composition aussi hétérogène que les protéines est nécessairement très grande ; HOFMEISTER [86] remarquant que l’iode fait disparaître la réaction de MiLLoN des solutions de caséine, avait attribué ce fait à la destruction du groupement phénolique de la tyrosine, observation que BLUM et VAUBEL [30, 31] ont par la suite reliée à la formation de diiodotyrosine, dont l'isolement a été réalisé par OswaLn [145, 147, 150], et par WHEELER et JAMIESON [196]. BLUM et STRAUSS ont par ailleurs admis que la phénylalanine fixe l’halogène sur son cycle, ainsi que nous l’avons démontré beaucoup plus tard [132], mais cette réaction ne porte que sur une fraction assez faible de l'acide aminé. HOFMEISTER [86], puis OswaLp [48], BLuM et STRAUSS [28, 29], ont observé que non seulement les réactions de MILLON et de PAULY, mais aussi celles d'ADAMKIEWIEZ et de VOIsENET [113], propres au tryptophane dans les protéines, deviennent négatives au cours de l’ioduration de celles-ci. Comme la formation du diiodotyrosine et de thyroxine aux dépens de la tyrosine explique alors la disparition d’un caractère particulier à cet acide aminé, on peut se demander dans quelle mesure une ioduration nucléaire du tryptophane n’explique pas les faits observés en ce qui concerne la réaction d’ADAM- KIEWIEZ. Divers auteurs, entre autres, Muus, COONS et SALTER [141}, ABELIN [6], ont admis que cet acide aminé participe à l’ioduration des protéines. Par contre, PAULY [154], dont les conclusions ont été adoptées par REINEKE [164] n'a pas pu ioder le tryptophane libre lequel est pour lui, oxydé par l’halogène sans donner au préalable naissance à son dérivé de substitution.

L’ioduration du cycle imidazolique de l’histidine a été longuement discutée par BLUM et SrRAUSs. En effet, PAULY et GUN- DERMANN [156], PAULY [154] ont montré que les méthylimidazcles, la benzoylhistidine, l’anhydride d’histidine fixent facilement l’iode en donnant naissance à divers composés définis qu'ils ont réussi à isoler. Une première étape de la réaction aboutit à la formation de combinaisons dans lesquelles l’iode se fixe, par substitution, aux —CH— du cycle—(obtention de benzoyldiiodohistidine anhydride). Une seconde étape, plus difficile à réaliser conduit à la formation de dérivés, dans lesquels les atomes de carbone du cycle sont iodés au maximum et le groupement — N H — de celui-ci transformé en — NI L’atome d’I ainsi fixé est mobilisé par SO;H, en présence du-

quel les radicaux CI sont stables. La cinétique de la fixation de l’iode à l’histidine a été étudiée par Li [110-111]. Les monoiodo et 2.5 diiodohistidines ont été par la suite préparées par BRU- NINGS [37]. Bien qu’elles n’aient pas été isolées des protéines iodées, il y a tout lieu de penser qu’elles en sont des constituants. Enfin, la disparition de la réaction du biuret des iodoprotéines A et sa réapparition après traitement de celles-ci par l’acide sulfureux indique probablement que l'hydrogène de radicaux —CONH--, de —-NH, participe à des réactions de substitution.

En dehors de celles-ci, des processus d’oxydation modifient la composition et la structure des protéines. Elles sont incomplètement connues. La disparition de la réaction des groupements sulfurés par formation de sulfure de plomb en milieu alcalin et chaud traduit leur oxydation, et l’apparition d’iodure de méthyle, mise en évidence par BLUM et VAUBEL [30-31], la déméthylation de la méthionine. La rupture du cycle de divers acides aminés a été également envisagée, mais non démontrée. Pour PauLzY [154], la disparition de la réaction d'ADAMKIEWICZ serait liée à La destruction du cycle indolique. Le noyau pyrrolique de la proline et de l’oxyproline serait de même ouvert par oxydation. Enfin l’apparition d’ammoniaque traduit probablement la désamination de certains acides aminés par l’hypoiodite (SCHMIDT) [190].

Ces hypothèses et ces faits ont inspiré des travaux dont les conclusions dépassent sensiblement les observations sur lesquelles elles ont été basées. BAUER et STRAUSS [13] [14] [15] se sont efforcés de montrer que l’ioduration d’une protéine comporte trois étapes successives en présence de quantités croissantes d’halogène. Dans le cas de la globine, protéine riche en histidine, la totalité de l’azote non mobilisable par SO;H, correspondrait à la formation de diiodotyrosine et de diodohistidine. Des données établies sur une globine et sur son dérivé nitré, dans lequel la tyrosine est transformée en 3-nitrotyrosine et ne peut plus de ce fait fixer qu’un atome d’iode en position 5, seraient favorables à cette manière de voir [15]. La tyrosine s’ioderait spécifiquement dans la globine jusqu’à ce que sa transformation en diiodotyrosine soit complète (fixation de 1. à 4.2. p. 100 D). Ceci fait, l’histidine se combinerait à l’halogène jusqu’à ce que la teneur en iode de la protéine atteigne 9.6 p. 100 ; enfin, un enrichissement plus grand en icde correspondrait à la combinaison de celle-ci à des radicaux

azotés. En fait, s’il est exact que la tyrosine présente des réactions de substitution nucléaires en position 3 et 5 plus facilement que les autres acides aminés, on sait aujourd’hui que celles-ci évoluent simultanément à d’autres. De plus, la dégradation d’une partie de la diiodotyrosine en présence d’un fort excès d’iode (REINEKE et TURNER) [173], permet de considérer le schéma de BAUER et STRAUSS, pourtant admis par de nombreux auteurs, comme ne donnant qu’une représentation incomplète et très grossière des faits et non comme l’expression de relations stoechiométriques précises. Une donnée quantitative exacte a été acquise par les recherches de NEUBERGER [143] sur les courbes de titration électrométrique de la zéine, protéine très pauvre en histidine et dépourvue de tryptophane et du produit de son ioduration complète. Il a été établi par COHN [43], par Wimiek et SCHMIDT [199] que la transformalion de la tyrosine en son dérivé diiodé va de pair avec d’importantes modifications de la dissociation de ses groupements phénol et amine (pK NH; — 7,45 au lieu de 9,21 et pK OH — 6,45 au lieu de 10,28). La zéine étant pratiquement dépourvue d'acides aminés halogénables' dans leurs cycles autres que la tyrosine, on pouvait espérer suivre la fixation de l’iode sur elle avec assez de précision en se basant sur ce fait. La teneur en tyrosine de la zéine permettait de prévoir que l’ioduration de l’acide aminé serait complète pour une teneur en I de 7,45 p. 100 ; or la protéine fixe 7,65 p. 100 (non mobilisable par SO;H:). Sa capacité totale de fixation des acides et des bases n’est alors pratiquement pas modifiée, mais son pouvoir tampon diminue très fortement dans la zone de pH comprise entre 9 et 11 et augmente dans la même proportion entre 6 et 8. Il est donc légitime de conclure que la zéine fixe à peu près quantitativement l’iode sur la tyrosine ; probablement selon des modalités récemment étudiées par BERGER et SCHEFFER [18], par Li [111] sur des solutions de l’acide aminé pur. Le cas des autres protéines est nécessairement plus complexe en raison de la présence de divers acides aminés susceptibles de présenter des réactions nucléaires de substitution et sans doute aussi de différences de structure. C’est ainsi que, pour COHN, SALTER et FERRY [48], le groupement phénolique de la tyrosine est détruit en partie après ioduration de la globine, ce qui traduit alors la diminution de la capacité totale de combinaison de la protéine vis-à-vis des bases. Les récents travaux de Li [110], sur l’ioduration de la sérumalbumine confirment cette