Enzyme

“ Une cellule entre en contact avec une matière première et la transforme à l'aide d'enzymes. Ces enzymes représentent déjà un système de reconnaissance spécifique, grâce à leur affinité particulière pour des substrats précis. Le passage d'un couple enzyme-substrat à un couple récepteur-signal représente donc une transformation progressive d'un système enzymatique vers un système de réception. Au cours de cette évolution, l'organisation du récepteur lui-même a gagné en complexité. ”

“ Toutes les réactions que nous venons d'indiquer sont catalysées par les divers enzymes de l'extrait de levure et de l'extrait de muscle. L'action de certains de ces enzymes peut être inhibée par des corps comme les fluorures et les monoiodoacétates et cela a rendu les plus grands services dans l'étude de la chaîne des réactions qui se déroulent dans la levure comme dans le muscle. Dans le cas de la levure, il existe un enzyme spécial qu'on ne rencontre pas dans le muscle : c'est la carboxylase, qui « décarboxyle » l'acide pyruvique pour donner de l'aldéhyde acétique. ”

“ Dans ses très grandes lignes, la constitution chimique des cellules vivantes demeure identique, qu'on s'adresse aux bactéries, aux végétaux ou aux animaux. Partout, le protoplasme s'édifie avec les mêmes matériaux fondamentaux : substances protidiques, lipidiques et glucidiques et partout se rencontrent ces mêmes puissants catalyseurs biochimiques que sont les enzymes. ”

“ The cause of the different behaviour of the various sugar derivatives is explained by the fact that animal cells contain an enzyme which decomposes maltose into glucose, but they lack the enzyme which cleaves the other substances into their components. The results of these experiments show that substitution of a hydrogen atom in the glucose molecule lends to the substance resistance towards glycolytic enzymes. ”

“ Les enzymes actuellement connues sont déjà nombreuses, et il est remarquable que les fermentations analogues à celle dont nous venons de parler, qui sont si importantes en physiologie et ont été pour le plus grand nombre attribuées à l’action directe d’un organisme vivant, nous paraissent aujourd’hui causées par des enzymes, c’est-à-dire par des substances non organisées qui toutefois prennent naissance dans le corps de l’animal ou du végétal. ”

“ On ajoute que les enzymes sont des produits de la matière vivante, des cellules vivantes. On ajoute encore qu'il y a une sorte d'adaptation entre le ferment et la substance fermentescible ; c'est pourquoi l'on dit que chaque ferment a une action spécifique. ”

“ L'action des enzymes est soumise à diverses conditions. Voici les principales : Les enzymes ont besoin d'eau pour agir. La dessiccation ne supprime pas, on l'a dit plus haut, leur activité, mais la suspend complètement.
La réaction du milieu a une influence, souvent très grande, sur leur activité. C'est ainsi que le ferment protéolytique sécrété par les glandes de l'estomac, la pepsine, n'agit qu'en présence d'acide, et surtout d'acide chlorhydrique. ”

“ Un tel déplacement de l’équilibre correspond à un mouvement de la bille à partir du point le plus bas et, par conséquent, à une production de travail, ce qui est impossible puisque l’enzyme agit à la façon d’un catalyseur et se retrouve inaltérée ”

“ C'est le résultat du dédoublement d'un glucoside. Nous citerons, dans cet ordre d'idées, l'essçnce d'amandes amères, qui se forme par hydrolyse d'un glucoside, l'amygdaline, sous l'influence d'un enzyme, l'émulsine. Les deux agents, glucoside et enzyme, peuvent voisiner dans le même organe ou bien se trouver dans des parties différentes de. la plante. Chez certains végétaux, l'un d'eux seulement peut être signalé. Ajoutons encore qu'il est des cas où l'essence existe partie à l'état libre, partie-â l'état combiné, probablement sous la forme d'un glucoside. C'est ce qui. ”

“ Mais il y à plus : des substances qui se montrent inactives sur le pouvoir fermentaire dé la pepsine, de la trypsine ou d'autres enzymes, peuvent, au contraire, agir très fortement sur la sécrétion de ces diastases; en outre, des substances qu'on sait être paralysantes d'un enzyme peuvent contre-balancer cette action par l'accroissement de sécrétion qu'elles provoquent, et, inversement, une substance favorisante, au point de vue diastasique, peut être ralentissante, quant à la quantité de suc élaboré. ”

“ En effet, dans l'étude de l'action des enzymes on ne peut point séparer l'action des substances actives de celle du milieu où ils se trouvent. On ne connaît point de méthode permettant d'isoler les enzymes à l'état pur; la substance est toujours accompagnée d'autres substances qui influencent son activité, soit favorablement, soit défavorablement. ”

“ Ainsi, par exemple, à l'abri de l'oxygène, le glucose se transforme en acide lactique sous l'action de certaines bactéries ou des cellules animales, alors que les levures et que les cellules des végétaux supérieurs conduisent à de l'alcool éthylique et à de l'acide carbonique. On voit combien capital est le rôle des enzymes chez les êtres vivants. ”

“ Les enzymes constitutifs se maintiennent en principe tant que l'être subsiste ; ils sont la nécessité de notre survie comme ils sont le reposoir de notre « air de famille », tandis que l'apparition et le maintien des enzymes adaptatifs sont moins assurés et dépendent principalement, d'une part, de l'intensité ou de la réitération d'un stimulus et, d'autre part, de leur usage ultérieur. ”

“ Les uns déterminent le dédoublement des molécules avec fixation d'eau ; ce sont les ferments hydratants de la digestion, par exemple :
ptyaline, pepsine, trypsine, lipase. D'autres sont des vecteurs d'oxygène et assurent les oxydations, telles les oxydases, beaucoup d'autres réactions chimiques sont le fait de ferments plus ou moins bien connus ou soupçonnés.
Les enzymes présentent des propriétés générales caractéristiques. Leur activité croît avec la température, jusqu'à une température optima, ils sont détruits à une température inférieure à 100°. ”

“ Sans doute les choses se passent moins simplement avec les enzymes, parce que dans les composés organiques complexes auxquels on a affaire, tant de réactions diverses sont possibles que, au lieu de la réaction inverse, c’est une autre qui peut se produire en même temps que la réaction directe. Sans cela on pourrait affirmer d’une façon générale que les enzymes sont capables de reformer un corps au moyen des corps plus simples en lesquels elles le décomposent, et l’on aurait ainsi un moyen simple de faire la synthèse de substances très importantes au point de vue physiologique ”

“ Les animaux produisent des enzymes : les protéases (pepsine, trypsine, érepsine, etc.) qui réalisent, in vivo, la même hydrolyse. Chez le végétal, où l’on assiste à des migrations continuelles de matières azotées à travers le corps de la plante, les protéases interviennent à chaque instant pour transformer les colloïdes protéiques non diffusibles, en matériaux plus simples, diffusibles (polypeptides, amino-acides) .
Les physiologistes admettent actuellement que ces mêmes protéases sont les agents de la synthèse protéique en condensant entre elles les molécules d’acides aminés. ”

“ Gustafson (T.) et Klein (E.) , « On the substrate induced enzyme formation in animal cells cultured in vitro », Path. Biol. (1961) , 9, 914, Xe Cong. int. Biol. Cell. ; n) Carlsen (E. N.) , Trelle (G. J.) et Schjeide (O. A.) , « Transfer ribonucleic acid », Nature (1964) , 202, 984 ; o) Knox (W. E.) , « The adaptative control of enzyme activity in animals », 19 th Growth Symp. on Synthesis of molecular and cellular structure (1960) , 13 ; p) Campbell (P. N.) , « Biosynthesis proteins », Life Sc. ”

“ Chez les êtres vivants, les réactions chimiques intéressant des substances organiques ne se déroulent, du moins à une vitesse appréciable, que grâce à l'intervention catalytique d'enzymes. Précisons cela par un exemple. Le système formé par du glucose et de l'oxygène dissous dans de l'eau pure reste indéfiniment en état métastable, alors qu'au sein des êtres vivants, et par catalyse enzymatique, le même système évolue rapidement : le glucose s'oxyde en acide carbonique et en eau. ”

“ La bactérie attaque la cellule de levure et pénètre dans son protoplasme, et chacun d'entre eux lutte contre son adversaire au moyen de ses enzymes protéolytes, car l'on sait que ces enzymes ont été isolés soit des levures, soit des microbes. ”

“ Il y a de véritables catalysateurs naturels, des substances organiques, dont la formation n'a pas encore été bien définie, que l'on appelle enzymes ou ferments, et qui président à tous les actes de nutrition, au métabolisme organique. ”

“ Pour approfondir vraiment le mécanisme de cette importante fonction physiologique, il faut étudier la digestion à un tout autre point de vue : il ne faut pas seulement se contenter d'établir l'influence des conditions physiques et chimiques sur les enzymes contenus dans les sucs digestifs, il faut aussi, et surtout, étudier la répercussion de ces influences sur la marche de la sécrétion elle-même, autrement dit, déterminer l'action exercée par les aliments sur la formation du suc, sa sécrétion et sa composition. ”

“ Cette seconde leçon sur la chimie physique considérée dans ses rapports avec la physiologie sera consacrée à l’étude de l’action des enzymes. Ce nom a été donné à des composés très complexes qu’on trouve dans les organismes animaux et végétaux et qui ont la propriété de provoquer certaines réactions sans qu’elles-mêmes éprouvent une altération sensible ; il suffit souvent d’une quantité infinitésimale pour produire la transformation d’une quantité considérable de matière. ”

“ Les matières protéiques, les peptones sont d’abord hydroly-sées par des protéases exo-cellulaires en substances solubles absorbables. Les amino-acides, les amides, seront transformés dans la cellule, par des enzymes endocellulaires, en ammoniaque qui entre aussitôt dans la synthèse protéique.
L’aptitude pour un microorganisme à assimiler les formes organiques de l’azote se ramène à son aptitude à produire les enzymes nécessaires à son ammonisation. L’impossibilité où se trouve la plante supérieure d’utiliser ces mêmes substances, est due à son incapacité de produire ces enzymes. ”

“ Un stimulus externe donné induit la mise en route d'enzymes constitutifs corticaux agissant sur leurs substrats normaux, lesquels substrats se modifient et donnent lieu à de nouvelles molécules, de nouveaux substrats qui induisent la synthèse d'enzymes adaptatifs. ”

“ Pour la recherche des enzymes protéolytiques microbiennes, ainsi que pour l'évaluation de leur quantité, on se sert de cultures filtrées sur bougie. Les liquides, débarrassés de bactéries, sont additionnés de 0.5 à 1 % de toluol et fortement agités. C'est dans ces solutions qu'on essaie le pouvoir protéolytique au moyen d'albumine, de fibrine, de gélatine, de peptone ou de caséine. Pour déterminer le pouvoir diastasique à l'aide de gélatine, on emploie des solutions à 7 % de cette substance, additionnées de phénol ou de thymol. On verse 3 ou 4 cc. ”

“ Toutefois pepsine et.amylase ont cela de commun que la transformation qu'elles font subir l'une à l'amidon, l'autre à l'albumine, consiste dans l'addition à ces corps de molécules d'eau. Ces diastases ont une action hydratante, elles sont hydrolisantes comme on dit.
Toute cellule vivante, vous disais-je, élabore des enzymes. Les microbes, qui sont des cellules en général douées d'une vie intense, et notamment notre levure, sont grands fabricateurs de diastases. Dubrun-faut a fait voir, il y a bien longtemps, que le sucre de canne ne fermente pas directement en présence de la levure. ”

“ Synthèse des substances albuminoïdes dans l'organisme. — On sait depuis longtemps que les substances protéiques alimentaires, avant d'entrer dans la circulation,, subissent l'action de plusieurs enzymes. Les produits formés sous l'influence des digestions pepsique et trypsique servent ensuite à la reconstitution des divers albuminoïdes de l'organisme. ”

“ Du moment que ces actions enzymiques se font sans l’intervention directe de la vie, elles rentrent dans la catégorie des actions catalytiques. Sans doute, lorsqu’on envisage la nature des enzymes et les phénomènes produits, elles paraissent très compliquées et s’éloignent ainsi de la mousse de platine, par exemple, qui forme de l’eau aux dépens du gaz tonnant. ”

“ DES PROCÉDÉS DE LA DIGESTION DES DIFFÉRENTS PRINCIPES IMMÉDIATS Les transformations chimiques subies par les principes immédiats, au contact des sucs digestifs, sont des changements superficiels, de simples transformations isomériques, consistant surtout en dédoublements et hydratations. Or, cette opération du dédoublement avec hydratation est l'œuvre des ferments solubles, diastases ou enzymes, principes actifs sécrétés par les diverses glandes annexées à l'appareil digestif. ”

“ Les enzymes des glucosides sont généralement enfermés dans des cellules spéciales qui les séparent des substances-sur lesquelles ils peuvent agir. Ils offrent cette particularité qu'ils sont capables de dédoubler non pas un seul corps, non pas indifféremment tous les glucosides, mais un certain nombre d'entre eux. ”

“ La matière vivante, de nature organique, paraît essentiellement formée par trois groupes de substances, auxquels s’ajoutent d’autres constituants dont la liste s’allonge tous les jours. Il arrive que ces corps, bien qu’existant en très minimes quantités dans la cellule, y jouent un rôle qui dépasse singulièrement leur importance pondérale. Telles sont les nouvelles substances qui jouent le rôle d’enzymes, de vitamines, de facteurs de croissance, etc... ”