CHAPITRE II

PROPRIÉTÉS GENERALES

Historique de la connaissance des enzymes. — Travaux de Réaumur et de Spalanzani, de Kirchoff, de Dubrunfant et de Payen. — Propriétés générales des diastases. — Moyens de distinguer une action diastasique d une action purement chimique. — Essai par la teinture de gaïac. — Loi de proportionnalité dans l'action diastasique. — Moyens de distinguer le travail des ferments figurés de l'action diastasique. — Moyen d'isoler la diastase du milieu qui la renferme. — Composition chimique das enzymes. — Zymogénèse. — Mode d'action des diastases.

Les premières notions sur l'existence, ainsi que sur l'action des enzymes, remontent à une époque fort lointaine.

Au commencement du xvi" siècle déjà, les phénomènes de la digestion préoccupaient fortement le monde savant. Les opinions sur ce sujet étaient fort divisées ; les uns prétendaient que la digestion est due à un travail purement mécanique, à une trituration des substances par les parois de l'estomac ; les autres, au contraire, expliquaient la digestion par une activité dissolvante et transformatrice des sucs de l'estomac.

Réaumur et l'abbé Spalanzani défendirent la seconde hypothèse, et exécutèrent, pour expliquer leur théorie, des expériences très concluantes.

Réaumur, pour se rendre compte de l'influence des sécrétions de l'estomac, fit avaler par des faucons des petits tubes métalliques percés de trous et remplis de viande, de grains et d'albumine. Il examina le contenu des tubes après que ceux-ci eurent été rejetés, et constata que les substances albuminoïdes seules étaient liquéfiées et transformées par le suc gastrique,

PIlOPlUETES GÉMiRA LES

tandis que les sul^slanccs féciilcnlcs n'avaient subi ancun changement.

L'abbé Spalanzani se livra à réliide du suc gastrique et de son action. Pour se procurer des sécrétions actives, il faisait avaler à des oiseaux de proie des petites éponges attachées à des ficelles. Il retirait ensuite les éponges imprégmées de suc gastrique. Spalanzani parvint, le premier, à produire une digestion artificielle en mettant de la viande en contact avec le liquide exprimé des éponges. Il constata qu'elle se liquéfiait et se transformait.

Ces expériences concluantes qui jettent une lumière si nette sur les phénomènes de la digestion, ainsi que sur le rôle des diastases, ne furent malheureusement pas appréciées à leur juste valeur. Elle ne réussirent pas à convaincre le monde scientifique et, au commencement du xix" siècle, les phénomènes de la digestion étaient encore interprétés de difierentes façons. Certains savants prétendaient que le suc gastrique n'avait nullement un caractère constant, et que la nature et les propriétés de la sécrétion dépendaient surtout des aliments absorbés.

Ces différences dans l'interprétation des phénomènes de la digestion ont retardé l'étude des enzymes, quoiqu'elle fût déjà fort avancée par les travaux de Réaumur et de Spalanzani. Ce ne fut qu'environ deux siècles après leur publication que la question des substances actives sécrétées par les cellules revint à l'ordre du jour.

Il est très curieux de constater que c'est l'étude des procédés de la brasserie qui a provoqué les plus grandes découvertes de ce siècle.

C'est par l'étude des levures de bière que Pasteur est parvenu à trouver des arguments définitifs contre la théorie de la génération spontanée. C'est aussi par l'étude des matières premières de la brasserie, notamment du malt, que Dubrunfant est parvenu à donner une base solide à l'étude des enzymes.

Les travaux de Dubrunfant se rattachent à une observation laite par Kirchoffen i8i/i- Ce savant distingué, qui, le premier, a étudié la transformation de l'amidon par les acides, a constaté que le gluten frais peut agir dans certaines conditions sur l'amidon, le dissoudre et le transformer en substance sucrée.

Cette expérience fut reprise par Dubrunfant qui, dans une longue et magistrale étude, démontra que l'activité du gluten est due à la présence d'une faible quantité de substance active provenant des grains crus. Il démontra que cette diastase est soluble dans l'eau, que le grain cru en contient fort peu et que la germination la développe. Il expliqua le mode d'action de cette substance et les conditions dans lesquelles le maximum d'effet est produit; il prouva enfin que le sucre extrait de l'amidon à l'aide de cette substance n'est pasidentique au glucose que Kirchoff obtenait par l'action de l'acide.

C'est dans les travaux de Dubrunfant, publiés en 1822, qu'on trouve pour la première fois une étude scientifique des diastases ainsi que des données précises sur leur mode d'action.

Payen a repris les travaux de Dubrunfant à qui il a injustement refusé la paternité de la découverte des diastases du malt.

En étudiant les propriétés d'une infusion de malt, Payen a reconnu que la substance active peut être précipitée de sa solution par l'alcool et que le précipité ainsi obtenu conserve toutes les propriétés que possédait le liquide lui-même.

Cette expérience a joué un rôle considérable dans la découverte des enzymes, parce que Payen avait trouvé de cette façon, en même temps qu'une propriété générale des diastases, un moyen général de les isoler.

C'est grâce à cette méthode qu'on est parvenu à isoler les substances actives, du suc gastrique, du suc pancréatique, ainsi que les substances actives agissant sur les matières grasses et les glucosides.

PROPlilÉTËS GENERALES 21

Propriétés générales des diastases.

Nous Ycnons do voir que les enzymes sont précipilcs de leurs solutions par l'alcool, mais il est nécessaire d'ajouter immédiatement que, si tous les enzymes sont précipités par l'alcool très concentré, ils sont plus ou moins solubles dans l'alcool étendu.

Depuis les découvertes de Payen, on a pu constater un certain nombre d'autres propriétés plus ou moins caractéristiques des enzymes.

Les enzymes sont solubles dans l'eau, sont précipités de leurs solutions par entraînement, se fixent sur diflerentes substances comme la soie et la fibrine et résistent aux substances qui s'opposent à l'activité vitale. Les enzymes perdent leur activité sous l'influence d'une température voisine de 100°.

La plupart d'entre eux décomposent l'eau oxygénée.

Ils sont caractérisés aussi par le fait que, dans des conditions déterminées, l'action qu'ils produisent est proportionnelle à leur quantité.

Toutes ces propriétés sont cependant loin d'être absolues : beaucoup de substances autres que les diastases possèdent l'une ou l'autre d'entre elles. La propriété la plus caractéristique des diastases c'est le travail qu'elles sont capables de produire.

Arrêtons-nous quelques moments sur chacune des propriétés que nous venons de citer.

Nous avons vu, tout d'abord, que les enzymes sont précipités par l'alcool ; comme ils sont plus ou moins solubles dans l'alcool étendu, la quantité d'alcool qu'il faudra pour précipiter les enzymes d'une solution aqueuse ne sera pas toujours la même. Pour certaines diastases, le ferment du sang par exemple, il suffira de mettre dans la solution 10 à 1 5 pour 100 d'alcool, ce qui constitue une proportion minime.

Pour d'autres, comme le ferment coagulant le lait, il faudra ajouter des quantités très fortes d'alcool, de façon à avoir un liquide en contenant de 80 à go pour 100.

Mais, si tous les enzymes sont précipités par l'alcool, ils sont aussi tous détruits par ce même agent. Par un contact prolongé de la diastase avec l'alcool, la substance active se transforme, devient insoluble et inaclive. Il faut clone, si l'on précipite un enzyme par l'alcool concentré, faire cesser l'action le plus vite possible.

Les enzymes, au point de vue de la solubilité dans l'eau, présentent des différences notables. On connaît des diastases qui se dissolvent très facilement et d'autres, au contraire, qui demandent une quantité d'eau beaucoup plus considérable pour entrer en solution.

Du reste, si l'on considère que les substances actives se fixent avec facilité sur différents corps, il sera facile de comprendre que la même substance peut se présenter sous forme soluble ou insoluble.

La précipitation des enzymes par entraînement peut être facilement effectuée. On ajoute à une infusion filtrée et claire de malt une solution très diluée de phosphate de sodium puis une dissolution d'un sel de calcium ; il se produit dans le liquide un précipité de phosphate de calcium qui finit par se déposer au fond du vase ; on décante le liquide clair, on met le précipité sur le filtre, on le lave avec un peu d'eau, et on obtient une poudre qui possède toutes les propriétés de l'infusion de malt. Cette poudre, par exemple, empèse l'amidon et produit le maltose tout comme le malt d'où on l'a extraite.

Cette méthode permet d'obtenir toutes les diastases contenues clans une infusion. Une seule condition est nécessaire : c'est que les , substances qu'on emploie pour la précipitation soient inoffensives pour la diastase. On obtient, par exemple, de bons résultats en se servant de carbonate de magnésie ou d'hydrate d'aluminium.