LIT

Le 3

ue

Réaction amphotère des protéines. — Les différentes protéines simples se comportent à la fois comme des

acides et comme des bases du fait d’un groupe aminé

libre ; le fait a été surtout bien étudié pour l’édestine et c’est la raison qui nous amène à signaler à cette place cette propriété générale des protéines. , En tant que globuline, l’édestine est, à l’état pur, insoluble dans l’eau; si on ajoute un peu d'acide chlorhydrique, alors qu'il n'existe pas trace de sels - minéraux dans la solution, il se produit une dissolution de la substance qui peut être ensuite précipitée par l'addition d’un peu de sel neutre (de chlorure de Sodium par exemple); on obtient ainsi un sel, un chlorure d'’édestine. Si on lave le précipité à l'alcool, celui-ci enlève le chlorure de sodium et le précipité se redissout dans l’eau; on constate l’acidité de la solu-

tion et on peut l’évaluer à l’aide d’une solution titrée

de potasse en présence d'un indicateur tel-que la phénophtaléine ; quand on arrive à la neutralisation, l'édestine se précipite à nouveau.

Quant à la propriété acide de l’édestine, elle corres-. 4

pond à sa combinaison avec les métaux lourds ; on constate d’ailleurs que la substance a même équivalent vis-à-vis des bases et des acides.

c. Glutélines

Les glutélines sont des protéines simples naturelles 4 insolubles dans l’eau pure, insolubles dans les solutions salines neutres dont il a été question précédemment, insolubles dans l'alcool, mais solubles dans les acides étendus ou les alcalis. |

SUBSTANCES PROTÉIQUES

ET LEURS DÉRIVÉS 23 La mieux connue est la gluténine extraite de la farine de Blé.

d. Prolamines

Les prolamines se distinguent des trois catégories précédentes par leur solubilité dans l'alcool ayant un titre de 70° à 90°; elles sont insolubles dans l'alcool absolu. Elles sont d'ailleurs insolubles ou très peu solubles dans l’eau ; leurs sels se dissolvent facilement dans les acides ou les alcalis. Ce sont la gliadine extraite de la farine de Blé, l’hordéine, la zéine, dont les noms indiquent suffisamment l’origine.

Séparation des différentes sortes de protéines simples. — On voit que les différentes catégories de protéines

simples qui viennent d'être caractérisées sont repré-

sentées en particulier dans la farine des Céréales telles que le Blé; par des opérations très simples, dérivant de ce qui vient d’être dit, on peut réaliser la Séparation des protéines qu'elles contiennent. Faisons digérer de la farine de Blé dans de l’eau pendant quelques heures ; filtrons d’abord sur de la mousseline, puis sur un filtre à vide; le liquide filtré chauffé donne par coagulation de la leucosine. Le premier

résidu traité pendant une journée par du chlorure de

sodium à 10 p. 100 et filtré donne naissance, par l’'ébullition en présence d’un peu d'acide, à une glo-

buline coagulée. Le second résidu additionné d'alcool

à 90° à chaud, puis filtré, abandonne de la gliadine. Enfin le troisième résidu est traité par de la potasse à 1 p. 1000; le filtrat est additionné d'acide sulfurique déci-normal goutte à goutte; il se produit un précipité de glutéuine,

ne.

C'est la gliadine qui forme avec l'eau la masse -pâteuse et élastique constituant le gluten ; on démontre aisément cette intervention de la gliadine en traitant à plusieurs reprises de la farine par de l'alcool à 70° pendant trois jours et en la desséchant ensuite.

- On enferme ensuite dans deux mousselines une pâte.

formée de farine normale et une pâte faite avec de la farine débarrassée de sa gliadine par l'alcool ; si on vient à malaxer ces deux pâtes sous un courant d’eau, on constate que dans le premier cas il reste dans la mousseline une masse élastique de gluten alors que tout passe dans le cas de la farine privée de sa gliadine.

Si on ve séparément les protéines contenues dans l’albumen et celles qui proviennent de l’em-. bryon du Blé, on obtient des résultats assez différents ; pour 100 de substance sèche on obtient les quantités suivantes des diverses protéines :

Albumen Embryon

AIDUDAUNES. TU S AR NU TS EN O 0 10 Giabu nes LES PR 0,62 5 Glüténines LS ORNE A RE SE 68 0 GANT Le MER VC ET UN o) PrOtEOSeS NS EN PR OS PP OP | 3

Totol 2 cet 180

En résumé les protéines simples naturelles qu'on rencontre chez les végétaux pRuvent être groupées de la manière qui suit :

SOiUDICS- dans L'éatz 2., D'RET URCNN PLIDAMREe Insolubles Insolubles SOFABIES fe IS E eo ù tions salines neutres. Globulines.

dans ? dans l’alcoo!l = à D | Insolubles . . . . . . Gluténines.

| Solubles dans l'alcool . . . . . . . . Prolamines-

je

Localisation, caractères histologiques des protéines. — Les propriétés générales que nous avons reconnues aux protéines et les réactions que nous avons indiquées pour les caractériser peuvent être utilisées pour en déceler la présence dans les cellules végétales, surtout lorsqu'elles y existent en quantité assez considérable; il s’agit de renseignements donnés par des méthodes d'ordre histologique et qui sont capables de nous renseigner sur la localisation des substances étudiées.

La réaction du biuret se réalise en imprégnant des coupes de graines (Pois ou Haricot par exemple) d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre, les lavant et les portant dans de la lessive de potasse étendue de son volume d’eau. -

Pour obtenir la réaction xanthoprotéique, on introduit de telles coupes dans de l'acide nitrique concentré et chaud; il apparaît une coloration jaune foncé ; si on ajoute de la lessive de soude elles deviennent d’un brun rouge et prennent une coloration orange dans une solution d'ammoniaque.

On emploiïe fréquemment, pour déceler les protéines dans les tissus, la réaction de Mizzox; des coupes traitées à froid ou mieux à une chaleur faible donnent, au bout d’un certain temps, une coloration rouge en présence des substances protéiques ; c’est par exemple le cas pour l’assise périphérique de l’albumen des céréales, celle qu’on a précisément appelée l’assise: protéique. Mais il y a lieu de rappeler que cette réaction n’est pas caractéristique et qu’elle peut résulter de la présence d’autres corps, tels que la tyrosine, l'acide salicylique, le phénol, le thymol, la vanilline.…

26 + CYCLE DE L'AZOIE et d’une manière générale des corps qui présentent un noyau aromatique monohydroxylé ; comme lors de . l'emploi macroscopique de la réaction, il est ne saire de la combiner avec les autres. +

La réaction tryptophanique a été plus spécialement adaptée à l'examen histologique ; elle correspond à 4 l'emploi des aldéhydes tels que l’aldéhyde Ce l’aldéhyde anisique, la vanilline.

Les coupes sont abandonnées vingt-quatre heures : dans une solution d’aldéhyde à 1 p. 100, puis portées sur une lame dans une goutte cases sulfurique étendu de son volume d’eau et contenant quelques gouttes d’une solution de sulfate ferrique ; une coloration apparaît de suite ou au bout d'une heure environ; avec l’aldéhyde salicy- . lique elle varie du bleu au violet, avec l'aldéhyde … anisique du rouge violet au bleu violet, avec la = vanilline du violet au lilas; ces colorations peuvent encore s’observer à un fort grossissement (800 diam.). On a obtenu de bons résultats avec des coupes | longitudinales de tiges et de racines de plantules âgées d’une dizaine de jours (Maïs, Haricot, Courge, « Sapin). | La réaction furfurique a pu également être utilisée d’une manière histologique; elle n’est pas absolu- k ment spécifique et peut se produire avec certains « glucosides et alcaloïdes ; elle se produit souvent sans addition de sucre, par la seule action de l'acide sulfurique concentré, ce qui tient, ou bien à la présence de sucre dans les protéines, ou à sa formation aux dépens de polysaccharides qui se trouvent hydro- « lysés (amidon, cellulose).

Po mee Me OT ER 7 À ET" PO a RTE CAS NP AT SET Te | LPRONEERSES 30 0 YU NA An à nn ER ire + = TANET

On a aussi préconisé (Zacmanrras) pour la localisa- * tion des protéines une réaction consistant en la formation de bleu de Prusse. On laisse les coupes pendant une heure dans un mélange à volumes égaux d'eau, d'acide acétique et d’une solution aqueuse de ferrocyanure de potassium à 10 p. 100, puis on porte dans de l’alcool à 60°, et on lave longuement ; on ajoute ensuite du perchlorure de fer étendu qui forme du bleu de Prusse à partir du ferrocyanure de potassium qui s'est combiné aux protéines ; l’emplacement de celles-ci est donc exactement marqué par la vive coloration du bleu de Prusse.

Enfin, nous allons constater que les protéines sont capables de fixer certaines substances colorantes dérivées de l’aniline (fuchsine, acide, éosine...), mais cette

absorption n’a aucun caractère électif ; elle est sim-

. plement commode à utiliser pour l'étude morpholo-

gique de substances dont on connaît par aïlleurs la nature protéique.

Protéines présentant un état figuré. — Grains d’aleurone. — Ces différentes réactions sont surtout utiles pour faire l'étude histologique des matières protéiques de réserve qui se trouvent en abondance

dans les graines, et particulièrement dans celles qui : sont riches en huile ;. la dessiccation des cellules qui s'effectue lors de la maturation des graines détermine la précipitation à l’état solide des matières protéiques tout d’abord dissoutes dans le liquide des vacuoles ; il se constitue alors des corps figurés, désignés sous le nom de grains d’aleurone, dont les dimensions peuvent varier de 1 à 5bxet dont la constitution dépend

de la nature spécifique du végétal; envisageons quelques exemples de complexité croissante.

Adressons-nous tout d’abord à la graine de Pois ; si nous faisons une coupe dans un cotylédon de cette graine, que nous la traitions tout d’abord par une

Fig. 4. — Cellules cotylédonaires du Pois occupées par des grains d’amidon am et de nombreux petits grains d’aleurone al.

solution iodo-iodurée, puis par une solution de fuch- « sine, nous observons au microscope, après lavage de la coupe, que chaque cellule contient de gros grains ovoïdes, à couches concentriques, qui se sont colorés en bleu et qu’il est facile de reconnaître comme étant des grains d’amidon, et une masse fondamentale presque uniquement constituée par de petits grains arrondis, ayant fixé la fuchsine et pouvant présenter un petit nombre de couches concentriques (fig. 4). Traité$ par une solution de potasse ou de phosphate

de potasse, les grains d’aleurone se dissolvent entière-

ment. L'’assise protéique de l’albumen des Graminées

contient uniquement comme inclusions de ces grains homogènes (fig. 5).

Passons au cotylédon du Lupin; on observe dans une coupe pratiquée dans cet organe une série de

Coupe transversale de la zone périphérique d’un grain de Blé.

En dehors du tissu amylifère am, on observe en a/ une assise protéique dont les cellules sont remplies de grains d’aleurone.

masses polyédriques correspondant chacune à un

grain d’aleurone du Pois (fig. 6); mais à l’intérieur

de chacune d'elles existent de nombreuses inclusions; il s’agit de corps figurés amorphes qui ont reçu le nom de globoïdes ; ils se sont constitués avant la solidification de la substance protéique fondamentale de la vacuole et ont été englobés finalement par elle. Ces

corps sont insolubles dans l’eau, l'alcool, la potasse

BU LP à LYCLE DT LAZOTE étendue, solubles au contraire dans les acides minéraux étendus; si on fait agir une solution de phos-= phate d’ammonium on les voit disparaître, mais à M leur place il se forme des cristaux de phosphate ammoniaco-magnésien, ce qui met en évidence l’exis- « tence de magnésium ; une solution d’oxalate d'am- = monium détermine de même la formation « d'oxalate de calcium, ce qui montre que le calciüm est un des constituants des glo- « boïdes; on obtient de même, après incinération, du phosphate «

lution ammoniacale de chlorure d’ammonium; Fig. 6. — Cellules cotylédonaires Los ted due du Lupin, à l'intérieur desquelles TAORISLE CONCRSS on aperçoit plusieurs grains phore; mais cetle réacpolyédriques d’aleurone, conte- tion n’a lieu qu'après 3 nant chacun de nombreux pe- APR ET. ; S tits glohoïdes. incinéralion, Ce qUI — donne à penser que le … phosphore est engagé dans une combinaison orga- 3 nique; on regarde généralement ces globoïdes comme formés par un glycérophosphate de magnésium et de calcium, avec prédominance du magnésium. | Dans d’autres cas, on observe comme enclaves à l’intérieur des graines d’aleurone,non plus des formations amorphes, mais des corps apparaissant à l'état cristallisé ; c'est ainsi que dans la graine de Coriandre

ammoniaco-magnésien par l'addition d’une s0-

les grains d’aleurone contiennent. vers leur partie centrale une mäcle en oursin d’oxalate de calcium PH 0).

Mais le plus souvent, les corps cristallisés qu’on rencontre dans les grains d’aleurone sont de nature protéique ;. on les désigne sous le nom de cristalloïdes ; le cas est fréquent chez les Ombellifères et certaines Composées (Scorzonère) ; tantôt il n’y a qu’une de ces formations par grain d’aleurone, tantôt on en observe plusieurs. Il est assez facile, pour les étudier, de les extraire du tissu qui les renferme ; il suffit de pulvériser la graine et de traiter par de l'éther; les cristalloïdes se déposent par repos au fond du liquide, formant une sorte de farine. On en a distingué deux types correspondant à des familles différentes ; les uns appartiennent au système cubique, les autres présentent une double réfraction; ceux du Bertholletia ont été identifiés avec la vitelline. Dissous dans Peau à 500 ils peuvent, par évaporation lente, donner à nouveau des cristalloïdes ; on en obtient également, et de relativement gros, avec les combinaisons qu'ils forment en présence d’eau de chaux, de baryte ou de magnésie.

Ces différentes enclaves, globoïdes, oxalate de calcium, cristalloïdes protéiques, ne sont d’ailleurs pas incompatibles. | Certains grains d’aleurone contiennent à la fois des cristaux d’oxalate de calcium et des cristalloïdes c'est le cas pour la graine d'Æthusa Cynapium (fig. 7, 2); dans cette même plante on observe aussi des cellules dont les grains d’aléurone ont à la fois un globoïde et un cristalloïde; mais c’est, parmi les

graines qui présentent une telle combinaison, celle M du Ricin qui a été le mieux étudiée et qui constitue M l'un des matériels le plus favorables. |

Faisons une coupe dans l’albumen de cette graine

et observons-la dans de l'huile ou de la glycérine,

Fig. 7. — Grains d’aleurone. 1, Graine du Ricin; 2, graine de l'OŒEthusa Cynapium; la cellule de gauche présente des grains d’aleurone pourvus d’un cristalloïde et d'un”globoïde; celle de droite d’un cristalloïde et d’un cristal d’oxalate de calcium; 3, graine de Coriandre ; dans la cellule de gauche les grains d’aleurone sont pourvus d’un globoïde, dans celle de droite “ d’un cristal d’oxalate de calcium. 4

substances dans lesquelles l'huile de Ricin est soluble; » sion veut pratiquer l'observation dans l’eau, il suffit de se débarrasser au préalable de l'huile par l'alcool ou l’éther. Dans chaque cellule (fig 7,1) se trouvent. É

PTT OT STE de re 5 > 1 2 K,

de nombreux grains ovoïdes, constitués par une

masse fondamentale protéique, soluble dans la

potasse, l'acide acétique ou l'acide chlorhydrique ;

chacun de ces grains contient à son tour un ou plusieurs globoïdes et un gros cristalloïde.

Les globoïdes ne se colorent pas, contrairement à

ce qui se passe pour les cristalloïdes, par la solution

Fig. 8.— Grains d'aleurone : 1, du Lin; 2, du Ricin; 3, de Phellandrium avec cristal d’oxalate de calcium; 4, de Garum Carvi; en a les grains d’aleurone contiennent des globoïdes, en b des cristaux d’oxalate de calcium.

iodo-iodurée; lorsqu'on dissout la masse fondamentale par la potasse, ils subsistent et apparaissent avec une grande netteté.

Le cristalloïde n’est pas très apparent à un simple

examen dans l'huile ou l'eau, parce que sa réfringence est de même ordre que celle de la masse fondamentale et que son contour se confond presque avec celui du grain lui-même ; on le rend très-visible en traitant les coupes par une solution concentrée de phosphate de sodium qui ne laisse subsister que le cristalloïde. On peut d’ailleurs différencier le cristal-

jure Û - PRE 5 Dé

loïde et les globoïdes par des méthodes de colora-

tion ; c’est ainsi qu'après fixation par l'acide picrique et coloration par l’éosine, le cristalloïde apparaît coloré en jaune et avec des contours très nets ; de même avec la nigrosine la masse fondamentale acquiert une coloration bleue, les globoïdes restent incolores et le cristalloïde devient d'un vert jaunätre.

La masse fondamentale, ainsi que les cristalloïdes, paraît, d'après ses propriétés de dissolution, être constituée par une globuline {édestine).

IL est rare de trouver dans les D = Gollole de grains d’aleurone du Ricin, en

l’albumen de outre des enclaves que nous venons

Vigneavecungros e considérer, des cristaux d’oxa-

grain d’aleurone + PE

contenant un glo- late de calcium, mais cette com-

boïde,àl’inté- plication maxima se trouve réalisée

etes Le normalement dans la graine de la tal d’oxalate de Vigne (fig. 9); l’un des grains

Calcium. d’aleurone d'une cellule apparaît

comme beaucoup plus volumineux que les autres et il présente un globoïde à l’intérieur duquel se trouve une mâcle en oursin d’oxalate de

calcium.

Cristalloïides protéiques présentés par des cellules ordinaires. — Nous avons rapporté à un phénomène

de dessiccation des cellules de réserve des graines:

l'existence de corps figurés de nature protéique ; en fait nous ne trouvons de grains d’'aleurone que dans

biques; on en a signalé

lules épidermiques

les graines ; mais des inclusions protéiques cristal-

lisées peuvent se rencontrer dans des cellules qui

n'ont pas subi la dessiccation en question. Il n’est pas

rare d’en rencontrer en particulier dans le cytoplasme

ou même dans le suc cellulaire; c’est ainsi que dansles tubercules de Pomme ASE

de terre on en observe d'une manière constante dans le parènchyme qui se trouve en dessous du liège (fig. 10); il s’agit de gros cristalloïdes cu-

de même dans les cel-

d’Epiphyllum où ils offrent souvent un aspect fibrillaire ; il en existe encore dans différents latex (Musa, Amorpho-

Fig. 10.— Coupe transversale de la zone périphérique du tuber-

phallus, Riviert.. :) où cule de Pomme de terre; on 1ls apparaissent comme - observe, dans l’assise am yli-

2 ‘id d fère externe et dans l’assise se consütuan SUSENRE voisine, des cristalloïdes provacuoles. téiques cubiques.

D'autres fois on ob-

serve des cristalloïdes protéiques dans des leucites (chloroleucites, chromoleucites ou amyloleucites) (fig. 11) sous forme de tablettes ou d’aiguïlles ; la figure 11 représente de ces formations dans les chloroleucites de Cerinthe et de Phajus ; il ne faut naturellement pas les confondre avec les cristaux de caroline qu’on peut rencontrer dans ces mêmes leucites,.

36.7 4." CYCHE DE L'AZOTE Le noyau cellulaire peut lui-même présenter à son

intérieur des cristalloïdes protéiques (fig. 12); ül existe à cet égard toutes les transitions entre

Fig. 11. — Leucites présentant des cristaux protéiques.

I , parenchyme foliaire de Canna: 2, écorce de la racine de Phajus grahdiflora; 3, épiderme de la tige de Cerinthe glabra; 4, Re de Neottia Nidus avis.

des cristaux parfaitement définis et des corps figurés sphériques ; ils fixent facilement la RYCHARE - acide.

Dans certains cas on observe des ne tout à fait identiques aux précédentes, mais accolées

contre le noyau et pouvant l’entourer entiérement,

Fig. 12. — Cristalloïdes protéiques dans le noyau.

1, cellules du parenchyme lacuneux de Melampyrum arvense ; - 2, paroi du fruit de Russelia juncea; 3, épiderme de Polypodium cæspitosum; h, épiderme du péricarpe de Campanula Trachelium,

comme cela arrive dans certaines cellules de Genista ætnensis.

B. Protéines simples dérivées a

Leurs réactions sont celles des protéines précé-

dentes, dont elles proviennent par coagulation ou par digestion. 4 . Les protéines coagulées dérivent des catégories envisagées plus haut ; elles sont insolubles dans l’eau, dans les solutions salines neutres et dans les alcalis dilués.

Les protéoses proviennent de l’action, sur les protéines naturelles ou coagulées, du suc gastrique, du. suc pancréatique ou des diastases végétales corres-. pondantes, ou bien de l’action de la vapeur d’eau sur-

nt É ; ACTES 28 CYCLE DE L'AZOTE. | É

chauffée, ou encore des alcalis ou des acides étendus à l’ébullition. Ces substances ne sont pas coagulables ; elles sont partiellement précipitées par l’alcool, le sublimé, le tannin acétique, l’acide phosphomolybdique et l'acide phosphotungstique. On les dénomme albu-

moses quand elles proviennent des albumines, glo-

buloses lorsqu'elles dérivent de globulines.

On les divise d’autre part en protéoses vraies qui sont totalement précipitées, comme les protéines, par le sulfate d’ammonium saturé à l’ébullition, par l'acide picrique ou l'acide trichloracétique et en peptones qui ne sont pas précipitées dans les mêmes conditions ; la plus grande simplicité de la molécule de ces substances se traduit par le fait qu'elles sont susceptibles de traverser des membranes qui arrêtent les protéines.

Les protéoses peuvent exister à l’état libre chez les végétaux ; on a isolé par exemple une albumose de la graine du Lupin; quant aux peptones, elles abondent dans les graines en voie de germination : on en a bien signalé aussi avant la germination, mais il n’est pas démontré qu’elles ne sont pas dues à une diastase qui interviendrait pendant les opérations de - l'extraction.

Produits de décomposition des protéines simples. — Les protéoses ne constituent qu'un premier terme de la décomposition des substances protéiques ; si elle se poursuit on arrive à des substances relativement simples, qu'il est très important de considérer.

ScHÜTZENBERGER, en traitant des protéines à l’auto-

clave, en présence d’eau et de baryte, a obtenu en par-

“RS F2 Da COAzH?

- ticulier de l'urée CO et del’oxamide | :

NAzH COAH°

ce qui l'a conduit à considérer les protéines comme

dérivant de l’urée et constituant des uréides. En pré-

sence d’une faible quantité de baryte, il obtenait un peu d'acides aminés.

Fiscxer et Kossez hydrolysèrent les protéines avec des acides minéraux tels que l’acide chlorhydrique ou l’acide”sulfurique à 25 p. 100; ils ont été amenés à les regarder comme des guanéides, c'est-à-dire comme des dérivés de la guanidine

AzH?

A7 « AzH?°

Ils obtenaient en outre des acides aminés, des sels ammoniacaux, des corps non azotés et une substance noire humique. Mais ce sont surtout les travaux de Fiscuer qui nous ont renseigné sur la manière dont se disloquent les protéines ; nous dirons un mot plus loin du principe de la méthode employée, examinons tout d’abord les différentes catégories qui dérivent ainsi de la décomposition des protéines et qui se trouvent d’ailleurs à l’état naturel chez les végétaux.

Acides aminés. — Ce sont des corps à fonctions acide et basique associées comme dans les protéines