ROLE DES FERMENTS SOLUBLES OU DIASTASES
Comme nous le verrons dans notre prochaine leçon, les phénomènes chimiques qui se passent successivement ou simultanément dans chaque cellule peuvent être classés en phénomènes d’hydratation, de déshydratation, d’oxydation et de réduction. Les mécanismes par lesquels les substances assimilables ou assimilées se dédoublent en s’hydratant, ou se compliquent par déshydratation, résultent presque toujours de la présence dans la cellule ou les plasmas de matières spéciales sécrétées par presque tous les éléments anatomiques et par toutes les glandes, substances auxquelles on a donné le nom général de diastases, zymcises ou enzymes, ferments figurés ou non.
Qu’un grain de blé ou d’orge soit transformé en farine, et que celle-ci soit mise à digérer dans l’eau froide ou chaude, l’amidon de ce grain
(*) La même nécessité n’existe pas pour la plante qui ne produit que peu ou pas d’excrétions.
ROLE DES FERMENTS
ne se transformera pas ou que très imparfaitement en glycose. Mais avant broyage, humectons-Ie d’eau tiède ; le grain poussera une tigelle et une radicelle. Aux points d’où émerge la tige naissante apparaîtra une substance, la diastcise, qui jouit de la remarquable propriété d’hydrater l’amidon, en le transformant, sans rien céder de sa propre substance, en deux corps solubles, la dextrine et le maltose :
(Coflioo*)* + Ii-0 = (C6Hlo05)n~2 + C12H220u
Amidon. Dextrine. Maltose.
L’on peut extraire cette diastase du grain d’orge germé ainsi que nous l’avons déjà dit (t. II, p. 503). C’est un ferment soluble dans l’eau et dans la glycérine dont l’alcool le précipite : il jouit de la propriété de transformer en dextrine et maltose, de H- 15° à H- 75°, plus de 100 fois son poids d’amidon, suivant l’équation ci-dessus.
Partout où existe de l’amidon dans la plante, et dans celles mêmes où il n’en existe pas, on trouve cette diastase en plus ou moins grande quantité dès que la cellule entre en activité vitale. On la rencontre chez l’animal dans les glandes salivaires, la glande pancréatique, le foie, etc. : partout elle est apte à provoquer l’hydratation et le dédoublement de l’amidon comme il a été dit.
Réciproquement, la glycose qui dans le végétal vient des feuilles passe dans la racine sous l’influence de la circulation de la plante, et se transforme en amidon par un phénomène de déshydratation inverse du précédent et que l’on pense, sans en avoir encore la preuve, être provoqué comme lui par l’action d’un ferment doué de propriétés déshydratantes; ou bien, cette glycose qu’entraîne la sève va former le bois de l’aubier ou la cellulose des cellules nouvelles, substances qui dérivent aussi d’un phénomène de déshydratation suivi d’une polymérisation plus avancée du même sucre.
Nous ne savons que peu de chose des ferments aptes à déshydrater les molécules organiques; on ne paraît pas avoir encore réussi à les extraire des cellules, et leur action se confond souvent avec les actes mystérieux propres au protoplasma organisé des cellules elles-mêmes. Mais l’on connaît un grand nombre de ferments solubles capables d’hydratation. Nous citerons les suivants :
(ci) Les clicistases proprement dites dont on vient de dire un mot; on peut les trouver dans les graines avant toute germination, témoin celles de soja qui convertissent l’amidon pour 2/3 en glycose et 1/5 en dextrine avec une très grande rapidité. Les diastases se rencontrent aussi dans quelques cellules animales, le foie, le pancréas;
(b) Les sucrases ou inverlines, ferments sécrétés par la levure de
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bière. Ils existent dans beaucoup de moississures et de levures, dans la betterave en train de pousser sa hampe florale, et à côté de la diastase, jusque dans le grain qui germe. On les a signalées aussi dans le suc intestinal. Elles transforment la maltosc et la saccharose en glucose et lévulose :
Oli^O11 = CGIt120° + CcH120°.
Ces diverses sucrases ne sont pas identiques entre elles. Celle de Vaspergillus niejer est beaucoup moins sensible à l’action des acides que celle de la levure de bière. Celle-ci passe à travers les liltres de porcelaine, tandis que la première est entièrement arrêtée par eux (A. Fernbach) ;
(c) Le ferment sécrété par le bcicilliis amylobacter qui hydrate la cellulose (et non pas l’amidon) et la transforme en produits solubles ;
(cl) L 'émulsine, ferment soluble des amandes douces ou amères, qui en hydratant la salicinc C13H18Ü7, la dédouble en glucose C°H120c et saligénine C7Hs02; qui change de même l’arbutine C12II1607 en glycose et hydroquinone C6I1C0"2 ; qui transforme la coniférine en glycose et vanilline, enfin qui détriple l’amygdaline des amandes amères en glycose, aldéhyde benzoïque et acide cyanhydrique :
C20H'-7AzOu + 2 II20 — . 2 C6JI1206 -f C7JI60 + CAzII.
Amygdaline. Glycose. Aid. benzoïque. A. cyanhydrique.
(e) La myrosine de la graine de moutarde noire qui dissocie par hydratation le myronate de potasse de ces graines, et le change en un mélange de glycose, sulfocyamure d’allyle et sulfate acide de potassium.
A côté de ces diastases qui donnent de la glycose par hydratation des molécules organiques les plus diverses, il faut citer ceux de ces ferments qui sont aptes à provoquer l’hydratation des matières azotées, à les dédoubler en termes plus simples, généralement solubles et dialysables, et ceux qui saponifient les corps gras. Ici nous citerons :
(a) La pepsine, sécrétée par les glandes gastriques, ferment qui, en liqueur acide, change les albuminoïdes en peptones assimilables;
(b) La trypsine du pancréas, qui parait se rencontrer dans la plupart des cellules animales ou végétales (*) et qui peptonise les albuminoïdes même en liqueurs neutres ou alcalines;
(c) La papaïne du suc de carica papaya et d’autres végétaux (vesces. lin, chanvre à maturité, etc.); la cradine du suc de figuier, etc. Les derniers ferments semblent très répandus dans les cellules végétales, comme la trypsine, ils transforment les albuminoïdes insolubles en
(') Voir bull. soc. chim. XL, 403. Noie.
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peptones solubles, que le milieu soit très légèrement acide, neutre ou alcalin (C. Rend., XC, 1579);
(d) La stéaroptase, ferment apte à saponifier les corps gras : on le trouve dans le pancréas et probablement dans beaucoup de cellules animales ou végétales. Il s’extrait des graines de ricin, de pavot, de chanvre, de lin, de courge, de mais, etc., en les épuisant par la glycérine et précipitant la solution glycérique par l’alcool. Ces stéoroptases végétales agissent tout à fait comme le ferment saponificateur correspondant du pancréas ( Sigmund . Bull., 5e sér., Y, 826).
(e) Les ferments coagulants qui insolubifient les albuminoïdes solubles. Tels sont la chymosine qui coagule le lait, les ferments qui coagulent le fibrinogène du sang, le myosinogène des muscles, les ferments coagulants de certaines plantes : Wtliania coagidans, artichaut, poivre noir ;
(f) Le ferment sécrété par le bacillus ureæ qui, en hydratant l’urée, la transforme en carbonate d’ammoniaque.
(g) La luciniférase de R. Dubois, qui jouit de la propriété singulière de produire la luminosité ( C . Rend , CV, 690).
Tous ces ferments se séparent de leurs solutions aqueuses ou glycériniquespar l’alcool, mais non à l’état de pureté, car ce corps précipite aussi les albuminoïdes, et altère ou diminue peu à peu l’activité des ferments. Nous avons, aux divers chapitres de ce Cours, donné de chacun d’eux les modes de préparation les plus convenables.
Ils peuvent, s’ils sont parfaitement secs, être portés à 100° et même à 120° sans que leur activité disparaisse; elle n’est pas, en général, enrayée par l’action des antiseptiques (chroroforme, acide cyanhydrique, thymol, moutarde, elc.).
L’acidité du milieu favorise, et l’alcalinité retarde, l’action de la présure, de la sucrase, de l’amylase, de la pepsine; la pancréatine agit mieux en milieu alcalin ; la papaïne paraît indifférente à l’état du milieu. Les doses un peu élevées d’acide enrayent toute action des diastases.
La présure, la sucrase, et probablement la pepsine, s’oxydent à l’air avec une grande facilité, surtout en présence de la lumière ( Duclaux ) et en milieux neutres ou alcalins (II. Fernhach).
Ces ferments et bien d’autres agissent en général comme de puissants agents d’hydratation, et par leur simple présence, c’est-à-dire sans paraître rien céder de leur substance ni rien perdre de leur activité dans les réactions qu’ils provoquent. Tous sont solubles, et cette condition semblerait devoir faire repousser toute supposition d’organisation. Tous, ou du moins ceux qui ont été le mieux purifiés, sont de nature albuminoïde; mais ce n’est que par des moyens chimiques assez
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puissants tels que précipitations nombreuses, redissolutions, union à divers sels, etc., qu’on peut les priver des matières étrangères qui les accompagnent toujours. Ajoutons que les sels, et en particulier ceux qui se trouvent à l’intérieur de toute cellule (sels de potasse, de magnésie, phosphates, chlorures et sulfates) leur sont toujours unis avec ténacité et ce n’est qu’artificiellement qu’on en fait abstraction. Ces conditions de composition sont justement celles de tout protoplasma vivant. Si nous remarquons aussi, comme nous l’avons dit dans notre Première leçon, que l’organisation existe déjà dans la molécule intégrante ou dans l’agrégation des molécules chimiques constituantes du protoplasma, rien n’empêche de supposer que ces ferments, malgré leur solubilité, sont non pas des matières vivantes, mais des matières organisées. Ajoutons enfin que, pour plusieurs d’entre eux, la solubilité n’est qu’apparente ou partielle. -C’est ainsi que la plupart des sucrases sont complètement arrêtées par la filtration sur biscuit de porcelaine qui semblerait cependant devoir laisser passer les corps solubles et ne paraît pas exercer d’action chimique sur ces substances, et que la plupart des zymases sont entraînées par les corps les plus divers simplement en suspension (soufre divisé, phosphates insolubles, cholestérine, etc.), comme si elles étaient imparfaitement solubles.
La composition de ces diastases est fort variable, sans doute à cause de la grande difficulté de les séparer des matières ternaires et des sels auxquels elles paraissent unies. Les plus pures sont albuminoïdes (pepsine, diastase, papaïne, pancréatine). Le tableau suivant donne quelques analyses élémentaires de ces corps remarquables :
Az
Cendres.
Ailleurs.
Pepsine
