CHAPITRE Y

La plupart des réactions que nous venons d’examiner dans le chapitre précédent peuvent être déterminées par certains agents chimiques. Ces agents sont ceux qui produisent ordinairement les hydratations. C’est ainsi qu’en traitant à chaud l’amidon par l’acide sulfurique étendu, on le transforme en dextrine, maltose et glucose. Avec le sucre de canne, on donne naissance à du sucre interverti. Avec l’amygdaline, il se fait de l’essence d’amandes amères, de l’acide cyanhydrique et du glucose. On obtient les peptones elles-mêmes, ou des corps très analogues, par l’action des acides étendus chauds sur les albuminoïdes. On peut à cet égard formuler la règle suivante : lorsqu'un acide détermine une de ces réactions , il est capable en général de produire toutes les autres.

Ces faits nous amènent à nous occuper d’une

INDIVIDUALITÉ DES FERMENTS SOLUBLES m

question importante à résoudre. Chacun des ferments solubles dont nous avons étudié le mode d’action est-il capable de produire les réactions que nous avons rapportées à d’autres ferments ?

Celte question a été résolue autrefois dans les sens les plus divers, et, actuellement encore, il ne manque pas de bons esprits qui se refusent à admettre qu’une même sécrétion puisse renfermer plusieurs ferments solubles et qui prétendraient volontiers que toutes les réactions que détermine cette sécrétion, si diverses qu’elles soient, sont le fait d’un seul et unique ferment. Ils s’appuient principalement sur ce que l’émulsine, par exemple, possède la propriété de dédoubler un assez grand nombre de glucosides.

La vérité est que la preuve de l’individualité des ferments solubles n’est pas toujours facile à faire, ce qui lient a ce que, comme nous l’avons déjà dit et répété, la séparation de ces composés à l’état de pureté n’a pas été obtenue jusqu’ici. Ce n’est donc qu’indirectement que la question a pu être abordée, et nous allons montrer par quelques exemples que.

124 • LES PE1 1 MK.NTS SOLUBLES

toutes les fois qu’on l’a fait, c’est dans le sens de cette individualité qu’elle a été résolue.

On a prétendu que l’invertine, outre sa propriété d’intervertir le sucre de canne, possède encore, comme la diastase, celle de saccharifier l’empois d’amidon. Reportons-nous à la fabrication de la levure de bière qui sert, comme nous l’avons dit, à préparer l’invertine.

On saccharitîeà une température convenable de la farine de seigle ou de maïs avec du mall, et, après refroidissement suffisant du liquide, on y sème de la levure. Celle-ci se multiplie rapidement et monte à la surface. On l’essore et on la livre au commerce.

Il est évident que la levure ainsi obtenue retient de la diastase, puisqu’elle s’est développée dans un milieu qui en renfermait. Il est également évident que l’invertine préparée avec cette levure retiendra aussi de la diastase et saccharifiera l’empois. Si donc on n’y prend garde, on attribuera à cette invertine une propriété saccharifiante, alors que cette propriété est celle de la diastase qui l’accompagne (I).

INDIVIDUALITÉ DES FEllMÉNTS SOLUBLES l~j

La salive doit , comme ou sait, ses propriétés sac~ cliari liantes à la diaslase. En étudiant 1 action de la salive sur le sucre de canne, quelques physiologistes lui ont trouvé la propriété inversive. Ils en ont conclu que la diastase animale peut agir à la manière de l’invertine.

11 y a encore là une circonstance qui a échappé à ces observateurs. Si on prend de la salive fraîche, si on la filtre rapidement au travers d’un filtré en terre poreuse et si on l’additionne ensuite d’une solution de sucre de canne stérilisée, on constaté presque toujours, en prenant soin de rester à l’abri des germes de l’air, qu’on peut conserver indéfiniment le mélange sans qu’il se produise d’interversion. Cette même salive ajoutée à de l’empois le saccharifie : elle renferme donc de la diaslase et celle-ci n’agit pas sur le sucre dé canne.

Mais qu’on prenne de la salive sans précaution, qu’on l’abandonne à l’air après l’avoir addilionnéè de sucre de canne, Celui-ci sera presque toujours interverti. C’est que cette salive se ■ peuple de champignons inférieurs, producteurs d’invertine,

el c’est l’inverliue qu’ils sécrètent qui est la cause déterminante de l’inversion et non la diastase de la salive.

On conçoit d’ailleurs que, chez certains individus, la bouche soit le siège d’un développement de microphytes sécréteurs d’inverline, dans lequel cas leur salive est directement inversive (2b

Voici encore d’autres exemples. 11 existe des bactéries dont la sécrétion coagule le lait et peptonise la caséine. Doit-on admettre que cette sécrétion renferme uu seul ferment possédant celle double propriété, ou bien de la présure qui coagule le lait et de la trypsine qui peptonise le coagulum ? C’est la seconde de ces suppositions qui est conforme à la réalité, comme vient de le démontrer, pour quatre bactéries de la crème. 11. W. Conn qui a réussi à séparer les deux ferments (3).

D’après Duclaux (4), lorsqu’on cultive le Pénicillium glaucum sur une solution de lactate de chaux, le liquide de culture acquiert seulement la propriété d’intervertir le sucre de canne. Sur l’amidon ce liquide intervertit le sucre de canne et saccharifie l’amidon, mais il n’acquiert aucune

individualité des ferments solubles

propriété protéolytique. Enfin, lorsque; la moisissure se développe sur le lait, on voit celui-ci se coaguler d’abord, puis le coagulum se redissoudre. L’opinion la mieux appropriée aux faits est évidemment que le Pcnicillium sécrète de 1 invertine dans le premier cas, de l’invertine et de la diastase dans le second et, dans le troisième, delà présure et de la trypsine. On ne comprendrait pas qu’un même ferment possède tantôt une seule propriété, tantôt deux et tantôt davantage.

Diastase, invertine, présure et trypsine ont donc

leur individualité propre et l’une ne peut produire

les réactions que l’autre détermine.

11 en est de même des autres ferments solubles ; car on démontrerait aisément (pie toutes les fois qu’on a cru avoir observé le contraire, c’est qu’on avait eu affaire originairement à un mélange de ferments, ou que, pendant l’expérience, il s’en est formé de nouveaux, sécrétés par des champignons inférieurs dont les anciens observateurs ne connaissaient pas la manière de vivre.

11 ressort de là que chacun de ces ferments exerce une ou plusieurs actions tout à fait spéci-

fiques. O ii peut dire que « pour effectuer le dédoublement d'un Hydrate de carbone , d'un ylucoside, ou d'un albuminoïde déterminés , il faut un ferment déterminé ».

Ces Jaits établissent une distinction fondamentale entre les fermentations provoquées par les ferments solubles et les réactions chimiques ordinaires, alors même que celles-ci paraissent analogues aux premières.

Ce n’est pas tout. Nous avons vu qu’on rencontre des ferments diastasiques chez la plupart des êtres vivants et dans des organes très variés. Pour parler seulement de ceux qui sont les mieux connus, on en trouve dans la salive et le suc pancréatique des animaux supérieurs, dans la sécrétion du foie chez les invertébrés, dans les graines en germination, etc. On croyait autrefois que chacun de ces ferments constituai t une espèce distincte ; et on avait créé pour les désigner des expressions particulières : diastase salivaire, diastase pancréatique, diastase du malt, etc.

Ce que nous avons dit précédemment à propos de certaines propriétés attribuées à tort à la dias-

tase laisse déjà supposer qu’il faut voir dans ces différentes diastases un seul et même corps. Mais j’ai poussé plus loin l’étude de ce sujet.

Lorsque la diastase agit sur l’amidon, il se produit un travail fermentaire particulier consistant, comme nous le savons, dans la transformation de l’amidon en maltose et dextrine. Ce travail est-il le même lorsqu’on emploie l’un ou l’autre des ferments diastasiques dont nous venons de parler ? C’est la question que nous allons examiner (a).

Prenons un gramme d’amidon et supposons que cet amidon transformé totalement en glucose réduise un poids de liqueur cupro-potassique égal à 100. Ce gramme d’amidon transformé d’abord en empois, puis traité par la diastase pendant un temps donné, ne réduira qu’un poids inférieur de liqueur. C’est le chiffre exprimant ce poids que j’appellerai ici le pouvoir réducteur présenté par la substance fermentescible au moment de l’essai.

[a) Pour que la comparaison enlre les diaslases d’origines différentes puisse se faire, il faut que ces diasLases soient pures ou du moins qu’elles ne renferment pas de maltase. C’est ce qui a lieu, en général, pour les diastases obtenues par pré* cipilation au moyen de l’alcool, et pour la salive.

Celle nolion établie , voici ce qu’on remarque dans l’aclion diastasique sur l’empois, lorsqu’à la température ordinaire on fait varier la durée de l’action ou les proportions de ferment :

1° Le pouvoir réducteur atteint rapidement un chiffre qui n’est dépassé ensuite qu’avec une extrême lenteur ; en sorte qu’on peut considérer ce chiffre comme un maximum représentant le travail fermentaire achevé. Ce chiffre est de 50 à 51.

2° Les proportions de ferment, si on ne les fait pas varier extrêmement, n’ont pas d’influence sur la valeur finale de ce pouvoir réducteur.

11 s’ensuit qu’il est inutile d’avoir des poids égaux de divers ferments pour pouvoir comparer quantitativement leur activité fermentaire. S’il en était autrement, la comparaison serait impossible, car, nous le savons, les ferments n ont jamais été

isolés à l’état de pureté.

Or, en examinant l’action delà diastase de certains invertébrés, celle de la diastase du malt et celle de la salive sur l’amidon, j’ai constaté que les pouvoirs réducteurs acquis par cet hydrate de carbone sont exprimés par les mêmes chiffres. Ces

ferments diastasiques, quoique d’origines diverses, sont donc identiques.

Travaux de Emil Fischer (5). — Le maltose. et le tréhalose sont des sucres isomères (saccharoses) qui, tous deux, donnent par hydratation deux molécules de glucose (dextrose). Ils sont donc très voisins l’un de l’autre. Cependant, comme nous l’avons vu, si la mallase hydrolyse le maltose, elle est sans action sur le tréhalose ; de même, si la tréhalase hydrolyse ce dernier sucre, elle n’agit pas sur le maltose.

Il y a donc lieu de penser que la constitution des corps hydrolysables joue un rôle dans ces phénomènes ; en d’autres termes, qu’un ferment soluble déterminé hydrolyse un corps parce que ce corps a une constitution moléculaire déterminée ; que si l’émulsine, par exemple — et par exception jusqu’ici — peut hydrolyser plusieurs glucosides, c’est que ces glucosides ont une même constitution.

Emil Fischer est allé plus loin. Il a émis cette hypothèse que les ferments solubles, en tant que principes chimiques, et les corps qu’ils hydrolysent ont une configuration analogue (6).

L’iuvertinc el l’émulsine, dit-il en parliculier, sont des substances analogues aux matières albuminoïdes ; elles possèdent sans doute, comme celles-ci et comme les glucosides, une molécule asymétrique. On s’explique que leur action soit restreinte aux glucosides qu’elles dédoublent, en supposant que c’est seulement lorsque ferment et matière fermentescible ont une constitution géométrique semblable que peut avoir lieu ce rapprochement des molécules qui est nécessaire à la production du processus chimique. Enzyme et glucoside doivent s’ajuster l’un à l’autre, comme une clet à une serrure, pour exercer, l’un sur l’autre, une action chimique.

Emil Fischer s’est surtout appuyé, pour défendre cette hypothèse, sur l’action des deux ferments solubles que nous venons de citer sur divers glucosides d’alcools préparés artificiellement (7).

Ainsi, en chauffant en vase clos à 100° une solution de glucose ordinaire dans l’alcool méthodique additionnée d’acide chlorhydrique, on obtient deux glucosides stéréoïsomères de l’alcool méthy-

lique. Ces deux glucosides ont été désignés sous les noms dV et de p méthyl-glucosicles : a se rapportant à celui qui a été connu le premier à l’état cristallisé et p à celui qui a été connu le dernier.

Or la solution d’invertine hydrolyse le dérivé a et n’agit pas sur le dérivé p, tandis que l’émulsine hydrolyse le dérivé p sans agir sur l’autre. Comme, d’ailleurs, dans la préparation des glucosides d’alcools avec d’autres alcools, il y aurait toujours formation de deux stéréoïsomères et qu’il semble que l’un d'eux est dédoublé par l’invertine seulement, tandis que l’autre l’est uniquement par l’émulsine, on voit qu’on peut considérer tout au moins ceux qui sont dédoublés par un même ferment, l’invertine par exemple, comme ayant une configuration semblable.

Malheureusement, il s’est trouvé que la solution d’invertine dont s’est servi Fischer n’était pas une solution d’un seul ferment, préparée qu’elle était, par digestion dansl’eau pendant 15 à20heures à 35°, d’une levure préalablement desséchée à l’air libre ;

cette solution renfermait de l’invertine, delà mal-

tase et peut-être encore d’autres ferments, comme le savant chimiste paraît le penser lui-même. On ne voit donc plus dans les faits curieux observés par lui, que de nouveaux arguments eu faveur de l’individualité des ferments solubles.

L’hypothèse ingénieuse qu’il soutient répond peut-être à la réalité des faits. Mais, pour peu qu’on y réfléchisse, on reconnaît qu’on ne pourra guère l’étudier que lorsqu’on aura trouvé le moyen de préparer un ferment soluble chimiquement pur, ce qu’on n’a pu faire jusqu’ici.

BIBLIOGRAPHIE

(1) Em. Bourquelot, Sur les propriétés de l'inuertine (Journ. de pharm. et de ch., [b], VIT, 1883, p. 131).

(2) Em. Bourquelot, Sur l'identité de la diastase chez les êtres vivants (Comptes rend, des séances de la Soc. de Biol., [8], II, 188b, p. 73).

(3) II. W. Conn, Isolirung eines « Lab » Fermentes ans Baktericnkulturen (Centralbl. f. Bakt. und. Paras., XII, 1892, p. 223).

(4) Duclaux ( Chimie biologique , 1883, p. 194).

(b) Ernil Fischer, Einfluss der Configuration auf die Wirkung der Enzyme. I (Ber. d. d. chem. gesellschaft, XXVII, 1894, p. 2985).

— II (même recueil, XXVII, 1894, p. 3479).

III (même recueil, XXVIII, 189a, p. 1429).

(G) Em. Bourquelot, Travaux de M. Em. Fischer sur les ferments solubles (J. de ph. et de ch., [6], iï, 1895, p. 327).

(7) Emil Fischer, TJeber die Verbindungen der Zucker mit der Alkoholen und Ketonen (Ber. d. d. chem. Gesellschaft, XXVIII, 189a, p. 114a).