LA CHIMIE BIOLOGIQUE

La chimie biologique est devenue de nos jours une science spéciale, ayant ses chaires et ses laboratoires : elle a pour objet l’étude des phénomènes chimiques de la vie. Dans la chimie des être vivants, les méthodes ne peuvent être autres que dans la chimie des corps minéraux et des corps organiques, mais les problèmes sont encore plus délicats. Une question intéressante est celle de la connaissance de la composition immédiate des animaux et des plantes. De nombreux principes immédiats ont été découverts et ont mis en évidence d'importantes relations; on s’efforce de suivre leur synthèse et leur destruction dans les organismes. Comment avec de l’eau, de l’acide carbonique et des sels minéraux, la plante, par exemple, peut-elle former des combinaisons complexes, comme les hydrates de carbone, les sucres, l’amidon, l’albumine? Il s’en faut qu’on puisse encore répondre à toutes ces questions, mais cependant des résultats considérables ont été obtenus, modifiant en bien des points les idées reçues; en particulier, la formation des hydrates de carbone dans l’action chlorophyllienne serait beaucoup plus complexe qu’on ne l'avait cru, de l’aldéhyde méthylique se formant et donnant par polymérisation les

hydrates de carbone. Il est inutile d’insister sur l'intérêt qu’il y a à suivre les évolutions de la matière dans les corps vivants et à étudier en même temps les énergies mises en œuvre dans ces tranformations. Avec ces problèmes, nous nous trouvons dans le grand courant d'idées qui a été si fécond en physique et en chimie, et l’on comprend alors que l’on puisse parler de biochimie.

Avec Pasteur et ses premiers disciples, la chimie biologique s’occupait surtout des fermentations. Leur importance dans le mécanisme vital apparaît de plus en plus grande, mais les points de vue se sont élargis. Tout d’abord, on constata que la fermentation n’est pas l’attribut exclusif de certains êtres organisés, et que toute cellule est susceptible, dans des conditions convenables, de produire des fermentations; c'est ainsi, comme l’a autrefois observé Lechartier, que des fruits mürs mis à l’abri de l’air, dans une atmosphère d’acide carbonique, donnent de l'alcool aux dépens de leur sucre, et cette observation a été généralisée par M. Muntz. Les études sur les fermentations évoluèrent dans un sens proprement chimique, quand on eut découvert les ferments solubles, appelés diastases ou enzymes, qui sont les agents chimiques des phénomènes fermentatifs. Un des plus anciennement connus est l'invertine de M. Berthelot, qui transforme le sucre de canne en glucose et lévulose; c’est un fesment hydrolysant et dédoublant, et la fermentation alcoo-

lique du sucre de canne ne commence qu'après ce dédoublement. Les diastases sont très répandues dans les organismes tant animaux que végétaux. Elles sont élaborées par les cellules; dans cet ordre d'idées, une découverte mémorable fut faite en 1897 par M. Büchner, celle de la diastase alcoolique. Celle-ci n'exsude pas d’elle-même de la cel- lule de levure de bière, et il n’a été possible de l’en extraire que par une très forte compression et au

moyen d’une technique compliquée. Si dans la dias-

tase ainsi obtenue, on met du sucre en poudre, on obtient de l’acide carbonique, et, en distillant, on trouve de l'alcool. La diastase alcoolique est susceptible de résister à une température de cent vingt degrés, fait exceptionnel, car les autres diastases perdent tout pouvoir à une température d’environ cent degrés.

Des ferments de même ordre, mais provoquant des oxydations, ont été découverts dans le suc de certaines plantes par M. G. Bertrand, qui a ainsi créé un nouveau chapitre de la physiologie cellulaire; il a mis en évidence une oxydase dans le latex de la laque de Chine, c’est-à-dire dans le suc laiteux de l’arbre à laque employé en Asie orientale pour le vernissage des meubles. Dans le latex, la laccase oxyde le laccol; elle peut oxyder d’autres phénols, en particulier l’hydroquinone. Diverses diastases oxydantes ont été depuis trouvées par

MM. Bourquelot, Duclaux et d’autres chimistes.

La composition chimique des diastases est loin d’être connue, leur préparation à l’état pur et leur analyse étant pour ainsi dire impossibles. Quelques faits d’une extrême importance ont été cependant signalés. Dans la laccase, M. G. Bertrand a signalé le rôle prépondérant du manganèse, le pouvoir oxydant d’une laccase variant comme sa teneur en manganèse. À la suite de ces études, M. Bertrand a été conduit à penser qu'il y a, dans-un grand nombre de substances diastasiques, sinon dans toutes, une première substance active qui suffit à la rigueur à produire l'action considérée (le manganèse dans le cas de la laccase) et une seconde qui augmente sa vitesse de réaction (dans le même cas, la substance organique de la laccase, altérable par la chaleur).

L'exemple précédent de Dhanortéies d'un élément minéral n’est pas unique; chaque diastase possède sa minéralisation propre et, sa minéralisation perdue, la substance reste inactive. Ainsi, la lipase, ferment des matières grasses, perd ses propriétés si on lui enlève son minéral qui est le sodium.

Parmi les plantes, les champignons se montrent surtout riches en diastases diverses. Non seulement on a mis en évidence tel ou tel ferment dans les organes des plantes, mais M. Guignard est arrivé, pour certains d’entre eux, comme la myrosine ei lémulsine, à préciser à l’aide de réactions microchimiques, leur localisation dans des cellules spé-

ciales, ce qui a permis ensuite à divers observateurs de reconnaître le siège de la plupart des alcaloïdes retirés des plantes par des procédés chimiques. Quels sont maintenant les modes d’action des diastases? On les a comparées aux actions catalytiques. Il y aurait ici bien des distinctions à faire. Certaines fermentations constituent des réactions irréver- sibles. Dans ce cas, comme M. Berthelot l’a remarqué dépuis longtemps, les ferments ne fournissent pas d'énergie aux substances qu’ils transforment; ils jouent le rôle d’amorce pour les réactions irréversibles se produisant dans des éléments en équilibre peu stable, On peut comparer cette action à l'action décomposante énergique que possède le platine à l’état colloïdal sur l’eau oxygénée, comme l’a montré Bredig; ce platine serait, en quelque sorte, un ferment inorganique, dont, chose très curieuse, certains poisons, comme lhydrogène sulfuré, paralysent l’action. Les actions sont illimitées, et l’agent de la transformation se trouve à la fin de la réaction dans les mêmes conditions qu’au début. Il y a aussi des fermentations avec un caractère réversible. Un premier exemple d’une telle diastase a été donné par Croft Hill avec la maltase, qui tantôt hydrolyse le maltose en le transformant en glycose, tantôt déshydrate celui-ci en le ramenant à l’état de maltose. Pour ces ferments solu-. bles, l’action est entravée par les produits de la réaction; d’où des phénomènes réversibles d’équi-

libre. Il peut d’ailleurs se faire que le catalyseur se retrouve à la fin de la réaction sous sa forme primitive. Alors l'équilibre ne peut pas être modifié par la présence de ce catalyseur; c’est un point qui a été quelquefois nié, mais que les recherches de Gibbs et de Le Châtelier ne laissent pas douteux. Le catalyseur influe sur les vitesses des réactions contraires, dont l'égalité produit l’équilibre; dans ces derniers temps, l’étude de ces vitesses des réactions diastasiques a fait l'objet des travaux de Victor Henri,

On voit assez, par ce qui précède, l’immense domaine que la chimie des enzymes doit exploiter et dans lequel la chimie organique synthétique trouvera certainement une abondante moisson.

Mais, nous ne pouvons insister; notre seul but ici était de montrer, par quelques exemples, les voies nouvelles où s'engage la chimie des êtres vivants, chimie tellement compliquée qu’on a pu croire longtemps qu’elle était différente de la chimie à laquelle on était habitué. Et je n’ai parlé que des diastases, mais voici qu’apparaissent les anfidiastases s’opposant à l’œuvre des premières : telle l'antidiastase empêchant la présure de cailler le lait. Nous rejoignons ici les toxines et les antitoxines, dont il sera dit un mot dans le dernier chapitre de ce volume.