QUATORZIÈME LEÇON
BASES ANIMALES OU LEUCOMAÏNES. — CLASSIFICATION. (A) LEUCOMAÏNES XANTHIQUES : ADÉNINE, SARCINE, XANTHINE, GUANINE, CARNINE, ETC.
A coté tics uréides existent dans Lés glandes, humeurs et tissus, animaux ou végétaux, une série de corps azotés dont quelques-uns, tels que l;i xànthine, la sarcine, Yadénine, la camine, sont très rapprochés des uréides, d'autres comme la eréatine, la sarcosine, sont plus éloignés. Les liens de ces corps avec les uréides, leur classement, leur constitution, leur origine, leur rôle physiologique, leur signification, n'étaient pas connus, ou l'étaient peu, avant les travaux quej'ai publiés à ce sujet. J'ai rattaché les chaînons épars de ces familles grâce à ladécou* verte de termes nouveaux qui m'ont permis d'établir les relations naturelles de ces principes. J'ai montré que tous ces corps étaient des bases faibles et que, contrairement aux idées alors régnantes, les animaux comme les végétaux produisent, à l'état normal et dans presque toutes leurs cellules, des composés alcaloï cliques. Je leur ai donné le nom de leucomaïnes (de X;uxcùy.a, blanc d'oeuf) pour indiquer que ces corps sont les produits basiques issus du dédoublement des albuminoïdes des tissus.
Ces corps ne sont pas des uréides, puisqu'ils ne forment pas directement d'urée par hydrolyse: mais beaucoup produisent ainsi de la guanidine CAz3H3 ou (Azll)"C C^ÎJI , susceptible elle-même de donner naissance à l'urée par hydratation directe :
AZu:ccfjj: + ii*o = a» + occ^: 1
Guanidine. Ammoniaque. Crée.
11 est assez facile de concevoir la production des bases animales en parlant des albuminoïdes. Ces bases, en effet, dérivent toutes ou presque toutes par simple hydratation et dédoublement des corps protéiques. Pour saisir comment se dédoublent ces composés, revenons à la formule de constitution de la molécule albuminoïde établie p. 64 et 05. Mais pour simplifier, je ne représenterai ici (prune partie de cette molécule complexe, celle à tète d'urée, laissant de côté la partie à tête d'oxalylurée sur laquelle nous ferions les mêmes raisonnements. Cette molécule albuminoïde s'hydrate donc, c'est-à-dire que beau s'introduit entre ses membres, et s'unissant à eux les fait pour ainsi dire éclater en morceaux plus petits qui en dérivent directement, grâce au mécanisme de l'hydrolyse. Pour bien montrer aux yeux ce phénomène de
LEUCOMAÏNES. 197
dédoublemenl ainsi provoqué par l'hydratation, j'entoure ici les S molécules d'eau ipii s'introduisent dans cette partie dé In molécule albûminoïde, d'un pointillé qui permet de les reconnaître :
i ^je J1.^^—-.,-^* ,
/ Il iill ; Ci) C*H« AzH[HMi-CH« - AsHiHOHf-C C J^"
/ \ [hoh]-go -C3H6 Azii ; ïï oïïj G2H4 Azihïï: < * < "* > :.1< > Â < J
' ' \ [H OU ! - Cl) - CSH* - Cil - AzlI - Cil- - Cil - AzII [HOp] - (-H3 - C02H
Branche uréique do la molécule alburriinoïde, où l'on a représenté, entourée d'un pointillé, l'eau d'hydratation introduite cl par Q" le reste do la molécule protéique que nous ne développons pas ici.
A 'H / Az - H •
On voit aussitôt en ce schéma que la partie i,f ou CO „ issu
de l'OC^S de cette molécule albuininoïde se détache, en empruntant
311 à 3 molécules IPO, pour constituer de l'urée; i Que les parties a et 5, c'est-à-dire
OH-CO-CIP-AzH2 et OH-CO C3H° • AzrP
formeront des acides amidés basiques homologues de la Ieucine; que la partie 3, c'est-à-dire OH • C2IP • AzH2, et les analogues, donneront des bases oxyéthyléniques ou névriniques; que la partie 4 formera de
l l'acide lactique, que la partie 6 en perdant CO2 donnera la base 0H'CîH*-AzH(CîHs) qui se rattache à la même famille névrinique, cette base pouvant du reste ultérieurement produire la sarcosine par oxydation.
Ainsi s'explique comment les leucomaïnes peuvent prendre naissance au cours de la désassimilation des albuminoïdes de nos tissus par de simples phénomènes d'hydratation fermentative.
J'ai montré ailleurs (1), et j'y reviendrai plus loin, que l'oxygène ne pénètre pas dans le protoplasma des cellules de nos tissus et que les phéno-
i mènes qui se passent dans leur profondeur, sont surtout des phénomènes d'hydratation; en un mot, et contrairement à l'opinion généralement reçue, le protoplasma vit et fonctionne presque exclusivement d'une vie anaérobîe. Les leucomaïnes qui s'y forment ne sauraient donc être considérées comme des produits d'oxydation des albuminoïdes. Nous venons de montrer comment elles peuvent résulter de simples phénomènes d'hydratation.
Les bases d'origine animale dont nous venons d'esquisser l'origine doivenl être classées en trois grands groupes :
' Voir ma Chimie de la cellule vivante, p. 80.
198 LEUCOMAÏNES XANTHIQUES.
1° Les leucomaïnes xanthiques très rapprochées des uréides. Kilos répondent toutes à ces caractères communs qu'elles précipitent par l'acétate de cuivre à chaud en liqueur aride el à froid par le nitrate d'argent en liqueur ammoniacale ;
2° Les leucomaïnes créatiniques qui ne précipitenl pas par l'acétate de enivre ni par le nitrate d'argent ammoniacal, mais qui s'unissenl au? chlorures de zinc ou de cadmium pour donner des sels doubles peu solubles ;
3° Les leucomaïnes névriniques, hases analogues à la névrinc, qui n'ont aucun des caractères précédents.
Nous étudierons avec elles quelques autres hases mal classées.
(A) LEUCOMAÏNES XANTHIQUES
Les leucomaïnes xanthiques se rencontrent chez les végétaux connue chez les animaux. Elles possèdent les caractères suivants :
1° Tous les corps de cette famille sont des alcaloïdes faibles, donnant des chlorhydrates et chloroplatinates cristallisables que l'eau ne dissocie pas ou très lentement.
2° Fondues avec les alcalis, ces substances perdent la majeure partie de leur azote à l'état de cyanogène; elles contiennent toutes, en effets le groupement =C = AzH. L'une d'elles, Vadénine CTFAz3, est même un polymère de l'acide cyanhydrique ; une autre, la xanthine, a pu être obtenue par simple union de l'eau à ce même nitrile CAzII.
3° Elles ne donnent généralement pas d'urée en s'hydratant ; ce ne sont donc point des uréides. Elles se rapprochent toutefois de ces corps : la guanine, par exemple , peut produire de l'acide parabanique par oxydation et hydratation simultanées, et l'on peut passer de la guanine à la xanthine et à la sarcine par une suite de réactions régulières.
4° Comme dans la famille urique, les leucomaïnes xanthiques présentent une grande stabilité. Ces corps peuvent se transformer régulièrement les uns dans les autres en conservant leur squelette carboné fondamental :
CWfoïO + Az02H = C^Az'O2 + H'-O + Az2 Guanine. Xanthine.
ou : C»HsAz5 + Az02ll = C5II4Az*0 + H20 + Az2
Ailéniiie. Sarcinc.
ou bien : CU^Az'^O2 + li2 = H20 + CsH*Az*0
Xtrathin© Saivinr.
Ce caractère suffit à démontrer la parenté el les rapports de ces bases. 5° Tous ces corps sont à la fois basiques et faiblement acides.
LEU.GOMAÏNBS XANTHIQUES. 199
6° Les hases xanthiques s'unissent à l'oxyde de cuivre et forment le plus souvent, lorsqu'on les fait bouillir avec l'acétate de ce métal, des combinaisons insolubles. En liqueur alcaline, toutes ces bases précipitent à chaud par la liqueur de Fehling en présence, de quelques gouttes de glycose ou de chlorhydrate d'hydroxylamine. En liqueurs feutres ou alcalinisées par l'ammoniaque, toutes précipitent par l'azotate d'argent ammoniacal et forment des leucomaïnes argentiques solubles •i chaud dans l'acide azotique et rcprécipitables à froid. En solution ammoniacale, elles donnent un composé cuivreux blanc insoluble par addition de chlorure cuivreux ammoniacal. On obtient ce même composé en ajoutant à la solution potassique bouillante quelques gouttes d'une solution de glycose.
7° Toutes ou presque toutes ces bases évaporées en présence d'acide nitrique laissent un résidu jaune que les alcalis colorent en orange et souvent en pourpre fugace. Ce caractère permet de les distinguer rapidement des leucomaïnes àréàtiniqiies dont nous parlerons plus loin.
Suivant Kossel, tous les corps xanthiques dériveraient des nucléines et plus directement encore des acides nucléiniques, (voir p. 125); qu'ils constituent par leur union avec l'acide phospho-glycérique. Si Ton fait une infusion de rate fraîche dans l'eau, qu'on la filtre et la précipite par le sous-acétate de plomb, on obtient une liqueur dénuée de corps xanthiques et d'acide urique; mais soumise à l'ébullition, cette liqueur se charge aussitôt de xanthine et de sarcine dues au dédoublement des nucléines des noyaux cellulaires (').
Les substances que j'ai désignées sous le nom de leucomaïnes xanthiques pour indiquer à la fois leur origine, leur basicité et leur parenté, constituent à cette heure la série naturelle suivante :
L'adénine CsHsAz5
L'hypoxanthinc ou sarcine CsU4Az40
La xanthine et les isoxanthines C5H4Az40a
La xanthinine C4Il3Az302
L'hjdroxanthine C5H°Az403
La guanine C5H5Az30
La pseudoxanthihe C4H3Azs0
L'épisarcinc C4H5Az30
L'hétéroxanthine C°ll6Az402
La paraxantliine C"IIsAz402
La carnine ........ C7H8Az403
La théôbromihê C7II8Az402
La caféine. . C8H10Az402
On peul les retirer presque toutes de l'extrait de viande (2).
{') Horbaczewski, Bull. Soc. chim., (.'i), t. VIII, p. 281, ni Mon. /'. Chem., t. XII, p. 221-270.
(2) Voir la méthode de P. Balke cl Bull. Soc. Chim., (3), t. XII, p. 589.
200 LEUGOMAÏNES XANTHIQUES.
Constitution des leucomaïnes xanthiques. — On verra que la guanine C8H6AzsO, soumise à l'hydratation avec oxydation Bimultanéei se dédouble, non plus, comme l'acide urique, en urée el acides paras banique el carbonique, mais en guanidine, acide carbonique el acide parabanique. Étant données les formules de constitution suivantes sur lesquelles on ne saurai! avoir de doute :
L0^ A/lia AzH = C^AzHî 1 /CO
" A/" CO-AzH*/
Créé. Guanidine. Acide parabanique.
y Ml - C AzH v
11 faut que ln guanine ail la constitution AzH c CO
X Azll- C- Azll X
formule qui rappelle beaucoup celle que Méditais attribue à l'acide v AzH - CO
urique OC C-AzHx^ . Ainsi constituée, la guanine doit, sous
Azll - C- AzH /
l'influence de l'eau et des réactifs oxydants, se dédoubler en guanidine et acide parabanique en s'annexant H20, unissant ses trois carbones intermédiaires à de l'oxygène et perdant l'un d'eux à l'état d'acide carbonique comme il arrive scmblablement dans l'oxydation de l'acide urique. C'est en effet ce que l'expérience permet de constater :
C5HsAzS0 + H20 + 03 = CAz^ + C3H2Az*03 + CO* Guanine. Guanidine, Acide parabanique.
Sous l'influence de l'acide azoteux, la guanine donne la xanthine, comme la guanidine donne de l'urée dans les mêmes conditions :
/AzH-C-AzH. /AzH-C-AzH,
/ M \ / Il \
AzH : C C CO + Az02H = 0 : C C CO -f Az2 -f 11*0
AzH - C - AzH x x AzH -C -AzH
Guanine Xanthine.
de même que l'on a :
AzI,:C-Azh" + Az02H = 0:C-Azu! + Azï + Hî°
Guanidine. Acide azoteux. Dl'ée.
Sous l'influence des agents réducteurs cette xanthine se transforme en hypoxanthine C'H'Az'O. Il faut donc que celle-ci réponde à la consti-
, AzH- C -AzH <
lui ion cil c CO. Or l'adénine C5IPAz'; se transformant
x Az - C - AzH x
elle-même en hypoxanthine sons l'influence de l'acide nitreux, doit
LEUCOMAÏNES XANTHIQUES. 201
contenir I»1 radical A/11 à la place de l'atome 0 de l'hypoxanthine ; elle
z AzH-G-AzB v / n \
doil donc avoir la constitution Cil C C = AzII. (')
^Az — C-AzII '
Enfin Ton peut, passer, comme on le verra, de la carninc à la sarcine par une réaction qui conduit pour celte dernière base à la consti-
/ Az(CH*)l-Ç-ÀzHv tution CH(OO) G CO.
X AzLl-CO-C-AzIt X Quant à la théobroraine et à la caféine, E. Fischer a établi que ces corps se comportent, comme des diméthyl- et triméthylxanthines ; ils ont donc pour constitution :
y AzIJ -C - Az (CE3) ^ y Az (CB») - C - Az(CH3) ^
CO C CO et CO C CO
x AzII - C - Az (Cil-) / X AzII C - Az (CH3) /
Théobrofliine. Calcine.
Ces formules indiquent : 1° les relations de ces corps avec les diuréides de la série urique; 2° leur rôle à la fois acide, et basique faible; 3° leur facilité à fournir les groupements CAz ou CÀzII lorsqu'on le détruit par la chaleur ou par les alcalis.
E. Fischer donne à trois de ces bases la constitution suivante :
y AzII - CH — ^ y AzII GH .
CO C = AzIl CO C(/ C=A*(CH») CO
AzH-C-Az Az(CU5)C = Az /
Xarithine. Théobromine.
y Az(CII')-CII ^
CO C = Az(CH3) CO X Az(CIJs)-C = Az '
Caféine.
Nous avons donné les raisons qui nous font adopter des formules un peu différentes.
C) WulITct Krûgcr (voir Bull. Soc. chim., (3), t. X, p. 409 et 1199) donnent à ces bases •les constitutions :
y AzII -Cil y AzII - Cil AzII - Cil
>Azll:C V.-.WM. (SB. ?-AzII\rn (;" ('-AzIK
AzH - G = Az < Az — C = Az ' Az — C=Az '
