INTRODUCTION

Le problème posé.

On connaît l'influence de lacidité actuelle du milieu sur activité de la plupart des systèmes fermentaires. Le plus souvent, cette influence peut se traduire par un optimum très net dans une courbe donnant l'intensité de l’action en fonction du pH, toutes autres conditions restant inchangées autant que possible. Si le pH paraît ainsi jouer un rôle important, il est logique d’examiner le rôle éventuel d’autres variables, caractéristiques physico-chimiques du milieu. On se rappellera à ce sujet que VLÈS (1935) a pu écrire une équation aux différentielles exactes totales pour la variation d’un phénomène Z

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attribuant ainsi à l’acidité actuelle, à l'équilibre d’oxydationréduction et à la massivité du milieu des rôles comparables entre eux ou au moins du même ordre dans l’action du milieu sur un phénomène quelconque.

Une activité fermentaire nous a spécialement intéressé de ce point de vue: c’est celle des protéinases. Elle semble en effet extrêmement variable dans l'organisme vivant et notamment à l’intérieur des cellules, tantôt lente ou nulle, tantôt très intense, tantôt destructrice, tantôt synthétisante et sans qu’on démèle une modification notable du système enzymesubstrat expliquant cette variabilité. Mais ne s’agirait-il pas d’une influence du milieu physico- -chimique sur le même SYSItème fermentaire qui serait ainsi tour à tour activé ou inhibé, orienté vers la lyse ou la condensation des molécules de sub-

stratum ?

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On arrive à se demander si une influence du potentiel d’oxydation-réduction du milieu existe dans ce sens. Mais, avant 1935, la bibliographie ne fournit pas de démonsiration expérimentale directe d’une telle influence. Différentes données signalées par les auteurs à l’occasion de travaux sur lac: tivation des ferments Ia font cependant entrevoir (1). Déjà, dans sa thèse en 1895 et de nouveau en 1899, PALLADIN signale que lanaérobiose favorise l’hydrolyse des albumines par les ferments végétaux.

Ultérieurement, les auteurs remarquent que certaines subslances activent les ferments protéolytiques et une rapide revue bibliographique montrera que très souvent les activateurs sont des corps réducteurs. Il est très caractéristique que GRASSMANN, DYCKERHOFF et VON SCHOENEBECK (1930) notent que le glutathion active la protéolyse catepsique, mais qu’il n'agit qu’à l’état réduit. De même la cystine et la cystéine agissent différemment sur les protéolyses diastasiques. En étudiant l’arginase, SALASKIN @t SOLOWJEW (1931) remarquent l’accélération de son activité par la cystéine. Nous reviendrons ultérieurement sur le rôle important que paraissent jouer dans la protéolvse les corps à groupement SH libre. En explorant systématiquement la protéolyse de différents tissus animaux KrEBs (1931) constate une action inhibitrice de divers métaux sauf si ces métaux se trouvent sous la forme de composés réducteurs: ainsi le chlorure stanneux et le sulfate ferreux peuvent intensifier de 80% la protéolyse ; d’autres réducteurs se comportent de la même façon, alors que des oxydants tels que le ferricyanure de K et l’iode inhibent la protéolyse.

Deux substances notamment, réductrices toutes les deux, se distinguent en activant la presque totalité des réactions enzymaliques examinées : le glutathion réduit ou la cystéine et l’acide ascorbique. WALDSCHMIDT-LEITZ et GRASSMANN (1931) considèrent le glutathion réduit comme l’activateur naturel des protéinases catepsiques d’origine animale. Purr (1935) élablit Ia même conception pour les protéinases végétales et notamment [a papaïne après que GRASSMANN, SCHOENEBECK el ÉIBELER eurent montré que la kinase nalurelle de la protéinase de levure est le glutathion réduit. Sur la trypsine pan contre, la cystéine, le glutathion réduit et H2?S agissent diffé-

(1) Nous ne donnons ici qu’une bibliographie sommaire pour montrer la genèse des problèmes posés. Les travaux ayant trait spécialement aux systèmes protéolytiques que nous avons explorés, sont exposés dans les chapitres correspondants en tant qu'ils intéressent les phénomènes que nous avons étudiés. Nous nous are que les circonstances ne nous aient pas permis d’explorer complètement la littérature,

Loire

remment et plutôt dans le sens d’une inhibition. A première vue les activations et inhibitions que nous étudions ne semblent donc exister que pour des ferments intracellulaires. La protéolyse tissulaire globale se comporte encore dans le sens d’une activation par les réducteurs et d’une inhibition par les oxydants. C’est ce que constatent KREBS (1931) et Ronpontr et Pozzir (1933) en examinant la protéolyse des tumeurs. CSONKkA (1938) retrouve le même effet avec d’autres tissus. SAWANO (1938) signale l’activation de la catepsine extraite d'un Protozoaire par le glutathion et la cystéine, ainsi que par le cyanure. Notons en passant que le glutathion réduit active également l’uréase (SUMNER et PoLanp, 1933), les amylases pancréalique et végétale (PRINGSHEIM, BORCHARDT et HuprEer, 1932), la glyoxalase (JOwETT et Quas- MEL, 1933), dla phosphatase (RocHE, 1941), l’apozymase (WAGNER-JAUREGG et MoLLER, 1935), certaines hémo- Ivsines (COHEN, SHAKMAN et PERKINS, 1937), la cérébrosidase et Le lysozome du blanc d'œuf (HELLERMAN, 1937 el la lipase (Hopkins et MorGan, 1938). L’activation et l’inactivation réversible de tous ces ferments est interprétée comme étant due à l’existence, dans le ferment actif, d’un groupement —SH indispensable pour l’activité enzymatique. L’inactivation résulterait de l’oxydation de la forme thiol en disulfide.

Nous pouvons encore étendre l'importance de la présence des groupements -SH pour l’activité des enzymes si nous nous rappelons que deux substances, inhibiteurs bien connus de beaucoup d’actions enzymatiques bien que n'étant pas des oxydants, à savoir l’acide monoiodacétique et l’acide maléique, bloquent les groupements -SH (Dickens, RAPKINE, MORGAN et FRrIEDMANN). Leur action serait donc l’équivalent d’une oxydation des thiols.

Le rôle de l’acide ascorbique a élé comparé et même assimilé à celui d’un coenzyme. EULER, KARRER et ZEHENDER (1934) étudient l'activation de la catepsine par l’acide ascorbique, MaAscHMAnN (1934) celles de la papaïne et de la broméline, Purr (1934) celle de l’amylase animale. D’après PuRR (1935), ce rôle revient en réalité à un complexe ferreux de l’acide ascorbique qui d'après HozTz (1937) est même indispensable pour la désamination fermentaire de l’histidine. Pour PANTSCHENKO, JuREwIcz et KRAUT (1936), l'acide ascorbique est un constituant intégrant de lestérase hépatique.

Cependant, le rôle du glutathion ou de la cystéine, aussi bien que celui de l’acide ascorbique ont pu être interprétés autrement que par leurs propriétés réductrices: on sait en effet que des traces de métaux lourds peuvent inhiber les ac-

tions enzymatiques les plus variées. Les corps envisagés interviendraient éventuellement en préeïpitant ces mélaux sous forme de complexes inactifs (KreBs, 1931, et EuLER, KARRER el ZEHENDER, 1934). L’analyse des expériences fait cependant penser plutôt à la nature réductrice des activateurs comme explication de leur intervention.

À part la présence d’oxydants ou de réducteurs, la tension d’O? dans le milieu joue également. Ainsi la protéolyse des tissus lumoraux in vitro se trouve favorisée par une diminution de la tension d’O? d’après VoEGTLIN et Maver (1932) qui rappellent dans leur travail une observation similaïre de Paz- LA DIN.

Des observations de ce genre se retrouvent encore dans les travaux d’autres auteurs sans que cependant aucun d’entre eux ait fait la tentative de relier l’action des oxydants et des réducteurs à la notion de potentiel d’oxydation-réduction du milieu qui aurait pu permettre de saisir le mécanisme des actions observées et d’en faire une étude systématique.

En absence de données expérimentales précises et de mesures de potentiel d’oxydation-réduction correspondant à l’activation et à Pinactivation des ferments protéolytiques, WurMSER (1932) attire cependant l’attention sur la signification et limportance obligatoire des potentiels d’oxydation-réduction pour es réactions enzymatiques.

Parallèlement, de nombreux essais ont été faits pour obtenir la réversion du processus enzymatique d'hydrolyse. Nous relaterons ces essais dans un autre chapitre: il apparaît que des conditions d'aération et autres, c’est-à-dire des conditions d'oxydation-réduction, sont considérées comme essentielles. Alors que les processus d’hydrolyse semblent exiger la présence de corps réduits, les synthèses sont considérées comme des réactions se faisant en milieu oxydé.

MoTHEs (1933) présente le problème du déterminisme des hydrolyses et synthèses prolidiques sous un aspect à la fois plus physiologique et plus général en étudiant la régulation du métabolisme de lPazote chez les végétaux. Il remarque qu'une plante peut présenter alternativement et même simultanément des organes avec prédominance soit de l’hydrolyse soit de la synthèse (par exemple les graines dans différents Stades de leur évolution: germination, maturation). L’intervention de l’eau suivant la loi des masses pourrait jouer : l’hydrolyse se manifeste au moment de limbibition de la graine sèche, la synthèse au moment de la dessiccation accompagnant la maturation. Mais le plus souvent la quantité d'eau en présence n’est pas décisive : on note de l’hydrolyse dans les feuil-