CINQUIEME PARTIE

Amidases.

Historique. — Présence. — Propriétés. Rôle physiologique.

Nous avons vu dans des chapitres précédents que la trypsine et l’érepsine ramènent l’azote protéique à l’état d’azote aminé, et qu’on obtient une hydrolyse complète de la matière albuminoïde par l’action combinée de ces deux diastases. Les acides aminés formés ne sont cependant point directement assimilables; leur utilisation dans les plantes et par les microorganismes comporte, dans la plupart des cas, une décomposition préalable, qui se fait par l’intermédiaire de catalyseurs spéciaux, portant le nom d ’ amidases, ou encore celui de désamidases. Cette classe d’enzymes agit sur les produits de digestions trypsique et érepsique et amène les substances quaternaires à l’état de substances ternaires, en transformant l’azote amidé et aminé en ammoniaque et en produisant des acides gras volatils, des oxyacides, des phénols et des alcools.

Depuis très longtemps on sait qu’en présence de certaines bactéries, la digestion des substances azotées est accompagnée d’une formation d’ammoniaque, d’acides organiques et d’alcools. Le chimisme de cette réaction a été étudié autrefois par Nencki, mais les catalyseurs qui interviennent dans cette décomposition ont échappé tout d’abord aux investigations. Le premier résultat obtenu dans la recherche des substances actives, résultat peu décisif encore, est dû à Musculus, qui, en 1874, est parvenu à isoler le ferment soluble, transformant l’urée en ammoniaque. Cette diastase, qui porte le nom d 'uréase, a fait le sujet d’une étude très approfondie de la part de Miquel. L’uréase joue un rôle

AMIDASES.

très important dans le fumier et dans le sol; mais elle est sans action sur les substances provenant de l’hydrolyse trypsique ou érepsique. L’existence d’un enzyme capable d’agir sur ces produits a été constatée pour la première fois en 1898, par Lœwi. Cet auteur, en vérifiant les essais de Ch. Richet sur la formation de l’urée dans le foie après la mort, a reconnu que la macération de foie broyé agit sur le glycocolle et sur la leucine en donnant lieu à une formation de corps susceptibles de se transformer facilement en ammoniaque. Les données signalées par Lœwi ont été confirmées par Jacobi en 1900. D’après ce savant, l’autolyse du foie en présence de corps amidés et de toluol produirait aussi de l'ammoniaque. En 1902, Gonnerman constate que les macérations de foie ou de rein se montrent actives sur la succinimide, la benzamide et la phtalimide; toutefois les quantités d’ammoniaque formées dans tous ces essais restent faibles. L’âuteur attribue également à la trypsine la propriété de décomposer la succinimide, la benzamide et la phtalimide; l’émulsine agirait seulement sur la phtalimide. Mais ces derniers faits semblent douteux.

En 1904, S. Lang a étudié la désamidation du glycocolle, de la leucine, de la tyrosine, de la phénylamine, de l’acétamide, de la glucosamine et de l’urée. Les amidases, d’après cet auteur, se trouvent répandues dans tous les organes animaux. L’étude comparative des macérations de différents organes animaux, au point de vue de leur action sur les amines et les amides, a fait ressortir des différences qualitatives et quantitatives très sensibles. Sur le glycocolle, les macérations d’intestin ou de pancréas se montrent trois fois plus actives que celles de foie. Les reins et les testicules possèdent la même action que le foie. Par contre, les liquides obtenus avec la rate ou les glandes lymphatiques sont sans effet. Sur la tyrosine, le rein donne le maximum d’action; le foie, au contraire, n’agit pas. Sur l’asparagine et la glutamine, on obtient un résultat avec les macérations de glandes lymphatiques, de testicules, d’intestin, de rate et de pancréas ; mais l’action désamidante se manifeste seulement sur l’azote amide. Sur l’acétamide, le pancréas n’exerce pas

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d’action; par contre, les reins et le foie sont nettement actifs. Il est toutefois à remarquer que la décomposition de l’acétamide est très peu prononcée; 10 % seulement de l’azote sont transformés. Sur la glucosamine, le pancréas n’agit pas; les reins fournissent le maximum d’effet et l’intestin une action limitée. Dans les essais de Lang, l’activité des macérations d'organes a été étudiée, d’une part, en présence de toluol et, d’autre part, sans addition d’antiseptique. Cet auteur a constaté que le toluol retarde considérablement la transformation : il trouve, en effet, que la macération de foie, additionnée d’acides aminés, fournit sans antiseptique autant d’ammoniaque'en une heure qu’elle en fournirait en 12 jours en présence du toluol.

Les données fournies par Lœwi, Gonnerman et S. Lang ont ainsi mis en évidence, dans différents organes animaux, la présence de catalyseurs agissant sur les corps amidés. D’autre part, dès 1904, Schibata fournissait la preuve de l’existence d’amidases dans l’ Aspergillus . Deux ans plus tard, Effront étudiait lesamidases de levures et deferments butyriques. Enfin les travaux de Kiessel et Butkewitch nous faisaient connaître, à leur tour, la présence et le rôle des amidases dans les plantes.

D’après Schibata, le mycélium de l 'Aspergillus niger, desséché et broyé, ainsi que le mycélium traité avec de l’acétone, contiennent une substance active qui donne de l’ammoniaque avec l’acétamide, l’oxamide, la benzamide et l’asparagine. L'Aspergillus niger, desséché, se montre aussi actif sur l’urée (1) :

Nous venons de dire que Butkewitsch et Kiessel ont établi la présence de ces enzymes dans les plantes ; il résulte de leurs

(1) Le mycélium d 'Aspergillus desséché décompose aussi l’acide hippurique en ses deux constituants, mais il reste sans action sur le glycocolle apparu.

AMIDASES.

études que les amidases interviennent dans l’assimilation des matières azotées par les végétaux. Si l’on considère, en effet, une plante germée, la Vicia Faba, par exemple, on trouve qu’elle fournit à l’autolyse, en présence de chloroforme et de foluol, des quantités très appréciables d’ammoniaque. L’analyse du suc, avant et après l’autolyse, donne, d'après Kiessel, les chiffres suivants :

Composition du suc de Vicia Faba

Azotes dosés

Avant l’autolyse

Après l’autolyse

sur îoo de suc (grammes)

sur 100 azote (grammes)

sur 100 suc (grammes)

sur 100 azote (grammes)

Azote total

protéique . . .

peptone ....

ammoniacal . .

amide ....

mono et diamine .

On voit que l’azote ammoniacal se trouve augmenté pendant l’autolyse de 2.4 à 13.61. Mais cette quantité d’ammoniaque produite dépasse considérablement celle qui pouvait se former par la peptonisation des matières protéiques. Elle ne peut pas, non plus, être attribuée à la transformation de l’azote amide. Par contre, l’apparition de ce corps coïncide avec la disparition de l’azote mono et diamine : il semble donc tout naturel d’admettre que sa formation résulte de la décomposition des acides aminés. D’autre part, Butkewitcii est parvenu à suivre de très près la genèse et l’évolution de l’ammoniaque, au cours de la végétation. On sait que pendant la germination, il se produit en abondance des corps amidés, tels que l’asparagine et la glutamine. Or, l’accumulation de ces amides dans les plantes ne peut avoir pour cause le travail des diastases protéolytiques, les quantités qu’on y trouve étant très supérieures à celles qui peuvent prendre naissance par la pepsine et la trypsine; par contre, l’augmentation des corps amidés se fait parallèlement à la disparition des acides monoaminés. Ces diverses observations devaient permettre à Schulz et Lœw d'expliquerla formation des amides pendant la germination.

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Ces auteurs, en effet, sont d’avis que les acides aminés provenant de la digestion des réserves albuminoïdes sont décomposés par les amidases, avec mise en liberté d’ammoniaque, et que les amides se forment ensuite, par un travail synthétique de la cellule, à l’aide des éléments des acides aminés. La présence d’une faible quantité d’ammoniaque dans les grains germés est d’ailleurs favorable à cette manière de voir. Butkewitch a apporté une preuve expérimentale à la théorie de Lœw. En s’inspirant des travaux de Claude Bernard sur l’anesthésie, il fit germer des graines en présence de toluol. L’anesthésie empêchant tout travail vital de reconstitution de s’effectuer, les grains germés ne peuvent plus élaborer d’amides, et le produit formé (dans notre cas, l’ammoniaque) sous l’influence de la diastase doit rester intact dans la plante. C’est bien ce qu’il trouva : en faisant germer le Lupinus luteus en présence de toluol, il constata, dans les grains, 12 fois plus d’ammoniaque que dans les conditions normales. Butkewitch arrive à un résulat analogue en supprimant dans les grains en germination les réserves d’hydrates de carbone. L’azote ammoniacal s’accumule et la formation des amides ne se produit plus, par suite, cette fois, du manque d’éléments nécessaires aux germes pour effectuer leur synthèse.

En ce qui concerne la présence des amidases dans le sang, ainsi que leur rôle dans l’assimilation, on trouve des données très intéressantes dans les travaux de Medwedew. Le sang oxalaté, abandonné entre 36 et 38°, accuse des changements sensibles dans sa teneur en ammoniaque; ces variations s’observent même dans des conditions d’asepsie parfaite. Les animaux, qui ont subi la thyro-parathyroïdectomie, donnent un sang dont la teneur en ammoniaque, au repos, augmente graduellement pendant les 24 premières heures. Il n’en est pas de même du sang d’animaux restés longtemps à jeun; ce sang, par suite de la dénutrition, a une richesse en ammoniaque trois fois plus forte que celui prélevé dans les conditions normales, et il indique à la conservation une diminution en cette

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substance. Cette baisse est surtout sensible dans les premières heures : après six heures de repos on constate 40 à 45 % de déficit, puis on arrive à une certaine stabilité.

L’accumulation de l’ammoniaque dans le sang des animaux opérés suit une marche très régulière et correspond sensiblement à une courbe logarithmique dont la constante, calculée en supposant fixe la quantité de substance active, est bien vérifiée par l’expérience. L’arrêt brusque dans l’accroissement de l’ammoniaque, après 24 heures, s’explique par l’épuisement de la matière sur laquelle le catalyseur agit : autrement dit, cet arrêt correspond au moment où il ne reste plus de corps amidés capables de produire de l’ammoniaque. Le travail inverse, c'està-dire la disparition de l’ammoniaque, qu’on constate régulièrement dans le sang des animaux à jeun, serait due, au contraire, à l’intervention d'une diastase synthétique qui fixerait l’ammoniaque dans une véritable combinaison. L’origine de ce catalyseur, ou plutôt la cause première de cette transformation, doit se trouver dans l’appareil thyroïdal, organe qui fournirait de toutes pièces un enzyme doué d’un pouvoir condensant, ou bien qui agirait indirectement en apportant aux amidases certains éléments nouveaux, leur permettant de faire un travail réversible.

Dans le sang normal, on observe aussi, au cours de sa conservation, une augmentation d’ammoniaque, mais ce phénomène affecte cette fois une allure différente : dans les premières heures le travail est très lent, et il ne s’accentue qu’à la longue, par suite vraisemblablement d’une addition de substance active se déversant dans le milieu au fur et à mesure de l’action. Il résulte de cette marche spéciale que la désamidation se produit également dans le plasma, et que les catalyseurs, emprisonnés d’abord dans les globules sanguins, ne diffusent au dehors qu’avec une certaine lenteur. Cette dernière conclusion est expérimentalement vérifiée par ce fait que le sang hémolysé par la saponine se comporte tout autrement que le sang normal :

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Augmentation de l’ammoniaque dans le sang normal