CHAPITRE II LES LIPASES — GÉNÉRALITÉS SUR LES FERMENTS

Caractères généraux des diastases:

On désigne en général tous les produits exerçant un rôle catalytique dans la biologie par le terme de « catalyseurs ». Font partie de ce groupe tous les ions H et OH, certains cations et anions, des substances organiques, telles que le Glutathion, la Vitamine C, ete., et finalement tout le groupe des Diastases proprement dites qui sont caractérisées par leur action et leur spécificité prononcée.

Ces ferments sont des corps organiques colloïdaux à poids moléculaire élevé, élaborés uniquement par des êtres vivants, mais, en opposition avec l’opinion ancienne, fonctionnant également dans les substrats séparés des organismes. La constitution chimique de ces Diastases n’est toujours pas définitivement résolue pour beaucoup de cas, mais en général on connaît le principe de leur constitution. Dans les cellules et les produits de sécrétion les ferments se trouvent réunis à un grand nombre d’autres substances servant plus ou moins de support. L’élimination de ces impuretés est la condition première pour déterminer la constitution chimique des ferments. Ainsi WILLSTÆTTER et son école ont réussi la purification d’un certain nombre de ferments par adsorption à l’Hydroxyde d’alumine suivie d’élution. Si cette technique constituait un certain progrès, elle ne permettait cependant pas d’établir la constitution chimique rigoureuse de ces ferments.

Ce problème a été résolu plus tard au moyen de méthodes différentes. Aïnsi, des chercheurs américains, en particulier Norrxrop (13) et SUMNER (14), qui a pu isoler le premier un ferment (Uréase) à l’état cristallin, ont démontré qu’un grand nombre de Diastases, et prineipalement celles du tube digestif, peuvent être obtenues sous forme cris-. talline par précipitation dans la zone iso-électrique et que ces cristaux étaient des corps protéiniques. À la suite de ces travaux, de nombreux ferments cellulaires ont pu être isolés à l’état de corps protéiques cristallisés. Le ferment seul n’est pas apte à exercer son action catalytique. Il faut la présence d’une deuxième substance de support appelée co-ferment. Le complexe actif du Coferment et de l'élément protéique, qui est appelé Apoferment, constitue l’Holoferment. Ces trois formes se trouvent dans un certain équilibre d’après la loi des masses : Holoferment ==> Apoferment + Coferment. |

KRAUT et PANTSCHENKO-JUREWICZ (15) proposent, pour la combinaison de ces deux substances le nom de l’Enzyme en question muni de la terminaison «agone » ou «phérone »; ainsi l’Estérasagone forme

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le groupe actif de l’Estérase, et l’Estérasephérone est le support du groupe actif de ce ferment. Ces auteurs ont également apporté la preuve de l’exactitude de la réunion de ces deux substances et de leur activité en rapport avec la Joi des masses.

En général, il a été prouvé que l’Apoferment est un corps à poids moléculaire élevé, thermolabile, tandis que le Coferment est une substance à poids moléculaire faible et thermostable. L’Apoferment est une protéine responsable de la spécificité de la réaction, le Coferment constitue le groupe prosthétique lié plus ou moins intimement aux protides. Les Holoferments, sont, dans le sens de WILLSTAETTER, des Symplexes.

Classification des ferments :

Au point de vue chimique, les ferments sont classés dans trois groupes :

1) Ferments à caractère protéique, pour lesquels une séparation d’un groupe prosthétique semble impossible (Exemple: la Pepsine). 2) Ferments : de caractère protéique, auxquels est lié un groupe prosthétique à caractère pigmenté. (Exemple: Ferment respiratoire).

3) Ferments à caractère protéique, chez lesquels le groupe prosthétique à caractère pigmenté se trouve en liaison peu stable. (Exemple: Ferment jaune).

Comme il n'est pas encore possible de classer rigoureusement les ferments selon leur structure chimique, on donne en général la préférence à une classification établie d’après les réactions que ces ferments provoquent. Cette méthode de classification est d’autant plus justifiée, qu'il s’agit dans la majorité des pouvoirs fermentatifs de deux sortes de réactions principales.

Alors que le premier groupe de ferments agit avec absorption d’eau, donc par hydrolyse, l’action fermentative du second groupe se manifeste par dissolution de liaisons à structure solide. L'action des ferments de ce groupe est le plus souvent liée à des modifications oxydatives des substrats dégradés. Ce sont ces Enzymes qui sont responsables des processus de la respiration et de la digestion, d’une importance biologique capitale.

Etant donné que la nomination des Enzymes, abstraction faite de quelques exceptions, s'effectue en ajoutant la terminaison (ase» au nom du substrat dégradé ou de la réaction spécifique, le premier groupe de ferments est désigné sous le nom de Hydrolases, le second sous le nom de Desmolases.

Hydrolases :

1) Ferments hydrolysant la liaison ….C-0... . a) Estérases: ou ferments hydrolysant les Esters. Par exemple: les Phosphatases détachent l’Acide phosphorique de ces Esters et disloquent ainsi les Nucléotides et les Léci-

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thines ; les Lipases décrochent les Acides gras. du Glycérol, c’est-à-dire saponifient les glycérides; la Lipase extraite de la graine de Ricin est — singulière anomalie — altérée par l’eau

qui, d’aîlleurs, me la-dissout pas; cette Lipase paraît n’agir qu’en milieu huileux.

b) Carbohydrases : ou ferment dégradant les Hydrates de carbone. Ferments de là séparation des Glucosides et des Disaccharides, comme Maltase, Lactase, Saccharase, etc.

Ferments de la séparation des Polysaccharides, par exemple : Amylase.

2) Ferments hydrolysant la liaison ...C-N... .

a) Amidases: par exemple: Uréase (hydrolysant l’Urée en Ammoniaque et Acide carbonique), Arginase (dissociant l’Arginine en Ornithine et Urée), Asparaginase (dégradant l’Asparagine en Acide asparaginique et Ammoniaque), etc.

b) Protéases: Ferments catalysant l’hydrolyse des Protéines. Exemples: Peptidases, dégradant les Peptides, Protéinases, dégradant spécifiquement les protéines, etc.

Les Desmolases :

Un corps peut être oxydé par oxygénation (Fixation d’oxygène) ou , 2 . 2 » \ .

par déshydrogénation (départ d’hydrogène). Les cellules contiennent des principes catalysant l’un et l’autre de ces processus et présentant les caractères (état colloïdal, thermolabilité, etc.) des Diastases ; ces ferments, moins bien connus que les précédents, peuvent être classés en Déshydrases, Oxydases et Peroxydases.

Les Lipases, leur origine et leurs caractères :

Vers le milieu du xix® siècle, alors que l’on faisait les premières observations sur la dégradation enzymatique des Hydrates de carbone et des Protéines, l’attention des chercheurs fut attirée également par la dégradation enzymatique des graisses. C’est ainsi que EBERLE (16) mit en lumière l’action émulsionnante du liquide pancréatique sur les graisses proprement dites, et CI. BERNARD (17) donna à l’Enzyme responsable de cette action le nom de «(ferment émulsif». Le même auteur mit également en évidence la mise en liberté d’Acides par la dégradation de l’'Huile d'Olive. C’est à ce moment que MARGET (18) observa la dégradation des graisses dans l’estomac. On put constater par la suite que l’Enzyme lipolytique responsable de cette dégradation, la Lipase, se trouvait largement répandue dans la nature. On la rencontre dans la plupart des organes et liquides naturels de l’organisme humain ; elle n’est cependant pas spécifique du règne animal, mais se trouve également dans le règne végétal et même chez les micro-organismes. De nombreuses recherches et expériences ont contribué à mettre en lumière les caractères des Lipases de diverses origines, parmi lesquelles il faut citer avant tout les travaux de WILLSTAETTER et son école, qui

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ont largement approfondi nos connaissances sur la nature et l’activité de ces enzymes.

Nous avons tenu, au cours de notre travail, à différencier autant que possible les Estérases des Lipases proprement dites et nous faisons une différenciation nette, déjà dans notre Historique, de ces deux groupes d’enzymes. En parlant des Estérases et des Lipases proprement dites, nous avons voulu démontrer l'existence de ces deux catégories de ferments à la suite de leurs propriétés de dégrader des produits lipidiques nettement différents et de leurs caractères d'identité chimiquement individuels. Les deux sortes d’Enzymes ont été réunis soit sous le terme générique d’Estérases, soit sous celui de ferments lipolytiques. Il nous a été donné au cours de l'élaboration de notre Historique de constater souvent dans la littérature que le groupe des Estérases proprement dites a été complètement négligé et tout naturellement englobé parmi Les Lipases. Ces ferments qui dégradent essentiellement des Esters des Acides gras inférieurs et n’attaquent que très lentement et incomplètement ceux à poids moléculaire élevé, n’ont même pas été gratifiés d’un nom générique propre et le terme d’Estérase a servi à désigner les ferments hydrolysant les fonctions esters en général. D’après BAMANN et MYRrBÂCK, on peut considérer la classification suivante :

1) Hydrolases,

2) Estérases.

Les Estérases sont généralement strictement spécifiques, ellesn’agissent donc pas sur les mêmes substrats et elles dégradent les différentes substances avec une vitesse très variable.

Les Lipases catalysent la marche de la réaction suivante : RCOOH + HO.R’ ==> R.CO.0.R’ + H,0.

Elles influencent par conséquent la formation d’un Ester à partir d’un Alcool et d’un Acide ou à l'inverse, elles dégradent cet Ester. Cette réaction de réversibilité est donc une réaction d’équilibre et la Lipase peut agir dans le sens d’une synthèse ou d’une dégradation. La loi des masses règle cet équilibre d’action d’après la formule suivante:

R.COOH >» R’OH R.CO.0.R’ x H,0

On a beaucoup étudié les variations de cette action diastasique en fonction des quantités de ferment et de substance transformable présentes dans le milieu. Dans les cas les moins complexes la vitesse de la réaction est proportionnelle à la quantité initiale de ferment. Cette quantité ne varie pas au cours de la réaction, puisque la Diastase agit par sa seule présence. La réaction est donc indépendante de la teneur en substance transformable tant que celle-ci est supérieure à un certain taux, d'autant plus élevé que le système contient plus de ferment. Au-dessous de ce taux, la vitesse d’hydrolyse devient proportionnelle à la quantité de substance transformable présente et décroît suivant la loi réglant la vitesse des réactions chimiques monomoléculaires.