Z0 Ô0 AO

Sucre administré (en mgr.)

Sucre décomposé (en mgr.)

§ 1. Influence de faibles teneurs en sucre.

a) En milieu acide .

On a maintenu les pellicules pendant 4 heures sur une solution décide aspartique (concentration N/50) à laquelle on a ajouté diverses quantités de sucre. Le pH initial qui était de 3,6 a peu changé pendant l’essai. Volume de la solution 37 cc.

Du graphique 8, on déduit une première conclusion, celle que l’effet d’inhibition du sucre ne commence pas avant qu’il y ait plus de 8 mg. de sucre présent dans les 37 cc usuels du liquide.

L’inhibition relativement la plus considérable a lieu entre 10 et 15 mg. de sucre dans le liquide, c’est à dire à une concentration de N/2000 à N/1500. Dans le graphique, l’inhibition sur ce trajet s’exprime par une descente très abrupte de la courbe; on peut expliquer le caractère abrupte de cette descente par les chiffres relatifs à la consommation de sucre sur ce trajet. Chaque milligramme de sucre peut contribuer ici à faire descendre plus fortement la ligne parce que, pendant la durée de notre expérience, chacun de ces milligrammes offerts aux pellicules peut être consommé sur ce trajet. Mais si la concentration initiale surpasse N/1500, il se trouve au moment de d’arrêt de l’expérience encore un reste de sucre; aussi, l’effet de la concentration en sucres, est-il alors relativement plus faible. Dans des expériences de comparaison, nous avons continué la ligne du graphique et en augmentant la concentration en sucre nous avons constaté que la diminution ultérieure de la désamination est aussi constante que faible.

En l’absence du sucre, on trouve de nouveau plus d’ammoniac que la quantité correspondant à l’amino-azote disparu, mais dès qu’on atteint les 8 mg. de sucre, ce rapport se renverse, de sorte que sur le graphique 8 les deux courbes se coupent immédiatement après le début, en se continuant ensuite sensiblement parallèles. Le fait que ces lignes s’intersectent, traduit le rôle physiologique double de l’acide aminé:

Au-dessus de l’intersection, l’acide aspartique est traité comme une simple source de carbone, le sucre venant à manquer, la moisissure se débarrasse entièrement de l’ammoniac formé comme sous-produit;

Au-dessous de l’intersection, la moisissure trouve dans le sucre une bonne source d’énergie; contrairement à ce que nous avons trouvé plus haut, l’amino-acide est maintenant traité comme source d’azote; la moisissure retient autant d’ammoniac qu’il faut pour la synthèse d’albumine. Le rythme activé du renou-

azote transformé (en mgr.)

vellement de protoplasme amène ici l’abaissement de la courbe de l’ammoniac.

b) En milieu alcalin .

Après le résultat inattendu décrit plus haut, nous avons abordé l’étude de l’influence du sucre en milieu alcalin des deux points de vue suivants:

1° D’après notre hypothèse, la désamination doit être inhibée plus fortement qu’en milieu acide et nous nous attendons donc

Graphique 9.

Sucre décomposé (en mgr.)

à constater dans le graphique que la courbe se trouvera plus bas;

2° Nous nous attendons à constater que la moisissure réagira sur des teneurs en sucre encore plus faibles, de sorte que la courbe descendra plus tôt que dans le graphique 8.

Le graphique 9 montre que l'expérience a confirmé nos deux suppositions. Acide aspartique, concentration N/100; volume de la solution 37 cc.

Au cours de cette expérience, le pH est descendu légèrement: de 8,0 à 7,8, ce qui s'explique par la production d'acides.

On peut attribuer la désamination, du reste très faible, dans la partie horizontale de la courbe, à une acidification locale. H est probable que par l'application de toutes les précautions dont nous disposons, on pourra empêcher complètement la désamination. Mais le but de cette expérience n'était pas tant de déterminer la limite inférieure pour la désamination que d'obtenir des indications expérimentales à l'appui de notre hypothèse.

Il est à remarquer que, pour le milieu alcalin, les courbes de l'azote aminé et ammoniacal ne se coupent pas malgré la présence du sucre, et qu'elles ne se rapprochent pas l'une de l'autre. L'allure parallèle de ces courbes indique que l'excès d’ammoniac est remarquablement constant; cet excès resuite du métabolisme basal, sans que la présence des sucres intervienne aussi peu que ce soit dans ce métabolisme.

On pourrait croire que le graphique 9 contredit l'explication que nous avons donnée de l'inversion des courbes du graphique 8. Pourquoi ne se forme-t-il pas, aux dépens de l'excès d'ammoniac et à l'aide du sucre, un supplément de nouveau protoplasme?

A cette objection, on peut répondre en faisant la distinction entre l'influence du métabolisme basal et celle du pH. La courbe de l'ammoniac située à un niveau élevé dans le graphique 9 démontre l'effet du métabolisme basal. Mais l'intersection des courbes dans le graphique 8 ne signifie pas que le métabolisme basal soit refoulé en milieu acide. Les faibles teneurs en sucre en sont incapables quel que soit le pH. Le métabolisme basal se poursuit sans faiblir dans les deux milieux, mais en milieu acide il ne peut plus se manifester, parce qu'une nouvelle fonction vitale entre en jeu: la croissance. Au-dessus de l’intersection en milieu acide, il n’y a pas de croissance parce qu’il n’y a pas de sucre. Dans l’essai du graphique 9, il n’y a nulle part de croissance parce que le pH est défavorable. On n’ignore pas que l'Aspergillus ne croît plus lorsqu'on le transplante dans un milieu alcalin. L’inhibition de la croissance est compatible avec une

consommation de sucre telle que celle qui a été enregistrée sur le graphique 9. Dans les circonstances indiquées le rythme du métabolisme des hydrates de carbone se trouve accéléré dans chaque cellule, sans qu’il se produise une multiplication des cellules . La preuve en est qu’en milieu alcalin il n’y a jamais d’augmentation appréciable du poids de matière sèche; une légère diminution de poids, c’est même la règle générale pour ce milieu.

L’allure et le rapport des courbes entre elles sur les graphiques 8 et 9, démontrent une influence variable des trois facteurs analysés, l’un sur l’autre: le métabolisme basal, la croissance et le pH qui, chacun à leur tour, prédomine sur les autres.

§ 2. Influence de fortes teneurs en sucre .

a) En milieu acide ,

Le tableau 6 montre l’effet de la présence de 5% et 20% de sucre dans ce milieu.

Rapport

Sucre

Azote ammoniacal

Azote

aminé

, mg.

En pourcentages, ces résultats sont équivalents au freinage pour de faibles teneurs en sucre. Si nous comparons superficiellement les résultats — il ne s’agit ici que d’ordres de grandeur — l’activité est diminuée de moitié environ dans les deux cas B et C. Une teneur en sucre de 20% produit donc le même effet sur la désamination qu’une teneur en sucre de 5%. On peut même prétendre qu’lme solution de sucre à 0,03%, produit en principe le même effet qu’une solution 700 fois plus concentrée. Que l’utilisation de l’acide aminé diminue en présence du sucre, ce n’est pas pour étonner les physiologistes. Mais la seule chose remarquable que nous trouvions au cours de cette expérience, c’est la grande indépendance de la teneur en sucre.

Pour se faire une idée de cette sélectivité préférentielle pour le sucre en défaveur de l’acide aminé, on pourrait tenter l’explication suivante: le potentiel d’oxydo-réduction pour la respiration des sucres, pourrait être une autre que celle qui est exigée pour l’oxydation de l’acide aminé. Il se peut qu’on doive attri-

buer la préférence pour le sucre au fait que le potentiel d’oxydoréduction de la cellule se prête plus facilement à l'oxydation du sucre qu’à l’oxydation de l’acide aminé.

b) En milieu alcalin .

L’expérience doit être conduite avec le plus grand soin pour maintenir le pH constant. Celle qui sera décrite dans ce qui suit a été organisée de manière que pour chaque flacon on a prévu, outre le témoin, encore trois flacons qui furent employés pour en prélever, à des intervalles déterminés, 1 cc de liquide pour la détermination du pH. Les essais préliminaires avaient montré qu’on doit procéder à la première rectification du pH dès le premier quart d’heure après la mise en train. Quant aux rectifications suivantes on peut prendre les intervalles successivement plus longs et, au total, pendant les quatres heures de l’essai, six rectifications suffisent. Le moment et la quantité de l’addition de lessive de soude ont été choisis à la suite d’une trentaine de déterminations du pH, exécutées dans les flacons réservées ad hoc. A de très brefs intervalles (10 minutes ou moins) on a agité les flacons. La plupart du temps le pH était de 8, avec des écarts de très courte durée vers 7,9 et 8,2. Les résultats sont consignés dans le tableau 7.

Influence du sucre sur la désamination dans des pellicules jeunes (A et C) et vieilles (D et E).

Rapport

Solution nutritive

Pellicule de moisissure

Sucre

Azote aminé

Age

Heures

Sucre

Azote

Ammo¬

niacal

Azote

aminé

Te¬

neur

mg.

liai

MEïBffHI

msm

mm*

110 mg.

Les essais préliminaires ont montré que du point de vue quantitatif, des différences importantes peuvent se manifester suivant qu’on travaille avec des pellicules plus vieilles ou plus jeunes. Les pellicules de 54 heures (A et C) proviennent de la même série que les pellicules de 78 heures (D et E). Dans le tableau 7 les chiffres relatifs à l’azote aminé dans le liquide ont une importance capitale. En l’absence de sucre, nous constatons une diminution de 15% et en sa présence une diminution de 1%

seulement ou même une augmentation d’amino-azote. Cette augmentation est un phénomène passager qui se constate surtout en milieu alcalin 1 ). Si nous supposons que ce même phénomène se produit également et aux mêmes proportions dans les solutions exemptes de sucre, il est clair que nous pouvons considérer une inhibition de 15% comme un minimum; or, en réalité la différence se rapproche plutôt de 20%.

En étudiant Pazote aminé non seulement dans le liquide extérieur, mais aussi dans Pintérieur du mycélium, on obtiendra une représentation complète du sort de Pazote aminé (voir le tableau 8).

Rapport

Sucre

Diminution ou augmentation de l'azote aminé

Dans le liquide

Dans le mycélium

en total

Pour la pelli¬

ov.

cule jeune

Pour la pelli¬

cule vieille

Nous constatons ici en premier lieu qu’en absence de sucre, la consommation de l’acide aminé des pellicules jeunes (A) est supérieure au double de celle des pellicules plus vieilles (D). On constate en outre qu’en présence de sucre la diminution du total de Pazote aminé est négligeable dans les pellicules jeunes (C) et qu’elle est nulle pour les pellicules vieilles (E). Nous ne constatons donc de décomposition d’amino-acide qu’en absence du sucre. Ce résultat établit expérimentalement l’exactitude de notre façon de voir: que la désamination par la moisissure est complètement arrêtée lorsque la moisissure se trouve en milieu alcalin en présence du sucre.

*) Le caractère passager d’une augmentation de Pazote aminé dans le liquide nutritif nous est fourni par le graphique 3 de Schmaltusz et Mothes. Ils ont noté après:

100 heures une diminution de 1% d’azote aminé dans le liquide;

140 heures une diminution de 10%, et

160 heures une diminution de 8%. •

Entre 140 et 160 heures, il y a donc une augmentation de 2%.

Entre 160 et 300 heures, la diminution n’est plus interrompue par une augmentation.

§ 3. Déficience d’oxygène.

Le tableau 9 permet d’établir une comparaison entre les activités des pellicules sans et avec la solution usuelle d’asparagine r suivant qu’elles se trouvent dans l’air atmosphérique à 20% d’oxygène, ou dans de l’azote complètement exempt d’oxygène.. Dans ce dernier cas, on doit prendre aussi la précaution de débarrasser d’oxygène la solution nutritive, afin d’obtenir un. résultat bien net.

Influence de l’oxygène sur la désamination.

Solution

Milieu

Azote

ammoniacal

Azote amidé

Azote aminé

Début

Fin

Dimi¬

nution

Dimi¬

nution

Eau

Air

Asp.

Air

Eau

Azote

Asp.

Azote

Cet essai démontre aussi que la désamination et la désamidation sont deux processus essentiellement différents. La circonstance que les moisissures respirent à l’air ou dans l’azote n’influe visiblement que peu ou pas du tout sur la désamidation.

Il ressort du tableau 9 que la désamination est essentiellement dépendante de la présence d’oxygène. Au cours du chapitre VI nous espérons montrer en détail que la désamination marche de pair avec la consommation d’oxygène; or, une désamination qui est liée à la présence et à la consommation de l’oxygène est une désamination par oxydation. Ainsi se trouve expérientalement démontré le bien fondé du principe exposé à la page 668.

§ 4. Discussion des résultats .

Pour finir ce chapitre, nous voulons aboutir à un schéma simple dans lequel nous voulons résumer tous les comportements de l’Aspergillus qui ont* été traités dans ce chapitre et dans le chapitre précédent.

Du chapitre III, nous avons tiré la conclusion que la désamination n’est pas simplement fonction du pH. Le principe qui se formule:

pH < 7, décomposition, pH > 7, pas de décomposition, est donc sujet à caution.

Du chapitre IV nous avons tiré la conclusion que la désamination ne peut pas être réglée simplement par la présence de sucres. Pour la désamination, on ne peut donc pas poser un principe absolu tel que:

absence de sucre, désamination, présence de sucre, pas de désamination.

Les quatres facteurs pH > 7, pH < 7, présence de sucre et absence de sucre sont chacun pris à part, capable de varier dans une mesure plus ou moins grande la désamination, tandis que des quatres combinaisons possibles de ces facteurs une seule est capable d’arrêter complètement la décomposition, à savoir pH > 7, en présence de sucres.

Ensuite, la présence de l’oxygène est une condition nécessaire pour la désamination, indépendamment du pH et des sucres; dès lors nous disposons de quelques principes bien définis qui s’appliquent à notre problème.

Il se trouve que le besoin d’oxygène constitue le caractère propre de la désamination et s’y applique d’une façon générale. En effet on le constate également pour les bactéries (Janke et Tayenthal, 1937) et pour des tissus animaux (Krebs 1933a).

L’effet combiné du sucre et du pH est — pour autant qu’il est connu actuellement — caractéristique pour les objets végétaux. Pour les objets animaux, on n’a encore jamais rien constaté à ce sujet. On peut trouver quelques fragments relatifs à cet effet dans la bibliographie botanique. C’est ainsi que Butkewitsch <1903) a déjà constaté qu’en présence de sucres l’Aspergillus ne dégage pas d’ammoniac dans le liquide nutritif aux dépens de la peptone. Cependant son résultat est entièrement différent du nôtre, car:

1° Butkewitsch démontre que le processus de formation de l’ammoniac n’était pas, à proprement parler, arrêtée; la solution ne contenait pas d’ammoniac parce que celui-ci, quoi qu’il fût produit, était simplement absorbé dans la formation de l’albumine;

2° Il est probable que dans ses essais, l’ammoniac était fourni par des amides, l’auteur ne faisant pas de distinction entre l’azote amidé et aminé;

3° un effet combiné du pH et du sucre ne pouvait pas être mis en lumière parce qu’on n’a prêté aucune attention au pH.

Nos résultats se rapprochent plutôt du travail de BLANCHETièRE (1917), là ou il parle par exemple „d’une action retardatrice très nette des sucres fermentescibles”. Mais pour le Bactérium fluorés-

cens les conditions sont tout à fait différentes. Pour cet organisme un pH > 7 est favorable et un pH < 7 défavorable. Partant du fait que les sucres acidifient le milieu, l’auteur arrive à identifier complètement l’effet du sucre avec celui du pH et à attribuer à ce dernier le rôle de facteur décisif unique. En parlant de la fonction amine de l’asparagine, il dit par exemple:

„L’hydrolyse de cette fonction azotée paraît due à une enzyme spéciale agissant en milieu alcalin, mais dont l’action est inhibée par les acides”. Le défaut de précision de ses indications doit être attribué à la durée excessivement longue de ses essais et à la circonstance que bien qu’il fasse en principe une distinction (d’ailleurs inexacte) entre l’azote amidé et aminé, il ne détermine ni l’un ni l’autre expérimentalement, mais fonde son analyse sur les dosages de l’ammoniac qui ne permettent qu’imparfaitement d’analyser les processus.

Du point de vue bactériologique un plus grand nombre de travaux existe sur l’influence du sucre et du pH sans pourtant rapprocher les deux points de vue; on en trouve les références chez Janke (1930) et Heigener (1935). La seule publication abordant le problème du point de vue botanique, et où une influence du sucre est nettement montrée, est celle de Kostytchew et Tswetkowa (1910). Mais il n’y a pas lieu d’insister sur les points de comparaison entre cette publication et la nôtre, du moment que ces auteurs ont travaillé avec des nitrates et non pas avec des acides aminés et qu’en outre ils n’ont pas examiné l’influence du pH. •

La constatation de l’effet combiné du sucre et du pH est sans doute d’une certaine importance, si l’on veut introduire de l’ordre et de la régularité dans notre problème, mais elle ne fournit pas une interprétation vraiment satisfaisante du métabolisme des acides aminés dans les végétaux. Les résultats rapportés ici ont moins le caractère d’une explication, qui nous amène au fond des phénomènes, que celui d’une recette pour provoquer ou inhiber la désamination.

La question se pose: d’où vient que la présence du sucre n’entrave la désamination qu’à un pH déterminé? Ou bien, au contraire on se demandera: pourquoi le milieu alcalin défavorable, n’est-il pas suffisant à lui seul pour arrêter la désamination? Pourquoi le sucre doit-il être présent en même temps dans ce milieu défavorable?

Pour résoudre ces questions, nous croyons qu’il sera utile d’étendre notre examen sur d’autres moisissures.