| Alfa-amylaza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Amylaza śliny ludzkiej: jon wapnia widoczny w kolorze jasnym khaki, jon chlorkowy w kolorze zielonym. PDB 1SMD
|
|||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| Nr WE | 3.2.1.0 | ||||||||
| Nr CAS | 9000-90-2 | ||||||||
| Bazy danych | |||||||||
| IntEnz | Widok IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Wpis BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Widok NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Wpis KEGG | ||||||||
| MetaCyc | szlak metaboliczny | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| Struktury PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
|
|||||||||
| Domena katalityczna GH13 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Glukanotransferaza cyklodekstryny (ec2.4.1.19) (cgtase)
|
|||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| Symbol | Alfa-amylaza | ||||||||
| Pfam | PF00128 | ||||||||
| Klan Pfam | CL0058 | ||||||||
| InterPro | IPR006047 | ||||||||
| SCOP2 | 1 ppi / ZAKRES / SUPFAM | ||||||||
| Nadrodzina OPM | 117 | ||||||||
| Białko OPM | 1wza | ||||||||
| CAZy | GH13 | ||||||||
| CDD | cd11338 | ||||||||
|
|||||||||
| C-końcowa domena beta-arkusza alfa-amylazy | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Struktura krystaliczna alfa-amylazy jęczmienia izozymu 1 (amy1) nieaktywnego mutanta d180a w kompleksie z maltoheptaozą
|
|||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| Symbol | Alpha-amyl_C2 | ||||||||
| Pfam | PF07821 | ||||||||
| InterPro | IPR012850 | ||||||||
|
|||||||||
| Alfa-amylaza, C-końcowa domena w całości beta | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
kompleks maltotriozy z wstępnie uwarunkowanym mutantem glikozylotransferazy cyklodekstryny
|
|||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| Symbol | Alfa-amylaza_C | ||||||||
| Pfam | PF02806 | ||||||||
| Klan Pfam | CL0369 | ||||||||
| InterPro | IPR006048 | ||||||||
| SCOP2 | 1 ppi / ZAKRES / SUPFAM | ||||||||
|
|||||||||
Alfa-amylaza, (α-amylaza) jest enzymem EC 3.2.1.1, który hydrolizuje wiązania alfa dużych polisacharydów połączonych wiązaniem alfa, takich jak skrobia i glikogen, dając ich krótsze łańcuchy, dekstryny i maltozę. Jest to główna forma amylazy występująca u ludzi i innych ssaków. Występuje również w nasionach zawierających skrobię jako rezerwa pożywienia i jest wydzielany przez wiele grzybów. Należy do rodziny 13 hydrolaz glikozydowych.
W biologii człowieka
Chociaż amylaza występuje w wielu tkankach, jest najbardziej widoczna w soku trzustkowym i ślinie, z których każda ma własną izoformę ludzkiej α-amylazy. Zachowują się inaczej w ogniskowaniu izoelektrycznym i można je również rozdzielić podczas testów przy użyciu specyficznych przeciwciał monoklonalnych. U ludzi wszystkie izoformy amylazy łączą się z chromosomem 1p21 (patrz AMY1A).
Amylaza ślinowa (ptyalina)
Amylaza znajduje się w ślinie i rozbija skrobię na maltozę i dekstrynę. Ta forma amylazy jest również nazywana „ptyaliną” /ˈtaɪəlɪn/, którą nazwał szwedzki chemik Jöns Jacob Berzelius. Nazwa pochodzi od greckiego słowa πτυω (pluję), ponieważ substancję otrzymywano ze śliny. Rozbija duże, nierozpuszczalne cząsteczki skrobi na rozpuszczalne skrobie (amylodekstrynę, erytrodekstrynę i achrodekstrynę), wytwarzając kolejno mniejsze skrobie i ostatecznie maltozę. Ptyalina działa na liniowe wiązania α (1,4) glikozydowe, ale hydroliza związku wymaga enzymu działającego na produkty rozgałęzione. Amylaza ślinowa jest inaktywowana w żołądku przez kwas żołądkowy. W soku żołądkowym dostosowanym do pH 3,3 ptyalina była całkowicie inaktywowana w ciągu 20 minut w 37 ° C. Natomiast 50% aktywności amylazy pozostało po 150 minutach ekspozycji na sok żołądkowy przy pH 4,3. Zarówno skrobia, substrat dla ptyaliny, jak i produkt (krótkie łańcuchy glukozy) są w stanie częściowo chronić ją przed inaktywacją przez kwas żołądkowy. Ptyalina dodana do buforu przy pH 3,0 uległa całkowitej inaktywacji w ciągu 120 minut; jednakże dodanie skrobi na poziomie 0,1% spowodowało 10% pozostałej aktywności, a podobne dodanie skrobi do poziomu 1,0% spowodowało, że około 40% aktywności pozostało po 120 minutach.
Optymalne warunki dla ptyaliny
- Optymalne pH – 7,0
- Temperatura ciała ludzkiego
- Obecność niektórych anionów i aktywatorów:
- Chlorki i bromki – najbardziej efektywne
- Jodek – mniej skuteczny
- Siarczan i fosforan – najmniej skuteczne
Zmienność genetyczna amylazy śliny człowieka
Gen amylazy ślinowej uległ duplikacji podczas ewolucji, a badania hybrydyzacji DNA wskazują, że wiele osób ma wielokrotne tandemowe powtórzenia tego genu. Liczba kopii genów koreluje z poziomami amylazy w ślinie, mierzonymi w testach białek z użyciem przeciwciał przeciwko ludzkiej amylazie. Liczba kopii genów jest związana z pozorną ewolucyjną ekspozycją na diety bogate w skrobię. Na przykład osoba z Japonii miała 14 kopii genu amylazy (jeden allel z 10 kopiami i drugi allel z czterema kopiami). Japońska dieta tradycyjnie zawierała duże ilości skrobi ryżowej. Natomiast osobnik Biaka miał sześć kopii (trzy kopie na każdym allelu). Biaka to łowcy i zbieracze lasów deszczowych, którzy tradycyjnie spożywali dietę o niskiej zawartości skrobi. Perry i współpracownicy spekulowali, że zwiększona liczba kopii genu amylazy śliny mogła zwiększyć przeżywalność, co jest zbieżne z przejściem na dietę skrobiową podczas ewolucji człowieka.
Amylaza trzustkowa
Α-amylaza trzustkowa losowo rozszczepia wiązania α (1-4) glikozydowe amylozy z wytworzeniem dekstryny, maltozy lub maltotriozy. Przyjmuje mechanizm podwójnego przemieszczenia z zachowaniem konfiguracji anomerycznej. U ludzi amylaza ślinowa wyewoluowała z jej kopii.
W patologii
Test na amylazę jest łatwiejszy do wykonania niż test na lipazę, co czyni go podstawowym testem używanym do wykrywania i monitorowania zapalenia trzustki. Laboratoria medyczne zwykle mierzą poziom amylazy trzustkowej lub amylazy całkowitej. Jeśli mierzona jest tylko amylaza trzustkowa, wzrost nie zostanie odnotowany w przypadku świnki lub innego urazu gruczołu ślinowego.
Jednak ze względu na małą obecną ilość, czas jest krytyczny podczas pobierania krwi do tego pomiaru. Krew należy pobrać wkrótce po ataku bólu trzustki, w przeciwnym razie zostanie szybko wydalona przez nerki.
Α-Amylaza ślinowa została wykorzystana jako biomarker stresu i jako zastępczy marker aktywności współczulnego układu nerwowego (SNS), który nie wymaga pobierania krwi.
Interpretacja
Podwyższone poziomy w osoczu u ludzi stwierdza się w:
- Uraz ślinowy (w tym intubacja anestezjologiczna)
- Świnka – z powodu zapalenia gruczołów ślinowych
- Zapalenie trzustki – z powodu uszkodzenia komórek wytwarzających amylazę
- Niewydolność nerek – z powodu zmniejszonego wydalania
Odczyty całkowitej amylazy ponad 10-krotnie przekraczające górną granicę normy (GGN) sugerują zapalenie trzustki. Pięć do dziesięciu razy GGN może wskazywać na niedrożność jelit lub chorobę dwunastnicy lub niewydolność nerek, a niższe uniesienia są często obserwowane w chorobie ślinianek.
Geny
- ślina – AMY1A, AMY1B, AMY1C
- trzustka – AMY2A, AMY2B
W zbożu
Aktywność α-amylazy w ziarnie mierzy się na przykład za pomocą liczby opadania Hagberga – Pertena, testu oceny uszkodzeń kiełków lub metody Phadebas. Występuje w pszenicy.
Użytek przemysłowy
α-Amylaza jest używana w produkcji etanolu do rozbijania skrobi w ziarnach na cukry ulegające fermentacji.
Pierwszym krokiem w produkcji wysokofruktozowego syropu kukurydzianego jest obróbka skrobi kukurydzianej α-amylazą, w wyniku której powstają krótsze łańcuchy cukrów-oligosacharydów.
Pochodząca z α-amylazy zwana „termamylem” Bacillus licheniformis, jest również stosowany w niektórych detergentach, zwłaszcza w zmywarkach i detergentach usuwających skrobię.
Więcej ogólnych zastosowań rodziny amylazy można znaleźć w artykule amylaza.
Potencjał do użytku medycznego
α-Amylaza wykazała skuteczność w rozkładaniu biofilmów bakteryjnych bakterii przez hydrolizę wiązań α (1-4) glikozydowych w strukturalnych egzopolisacharydach macierzy zewnątrzkomórkowej substancji polimerowej (EPS).
Hamowanie bufora
Podano, że cząsteczka tris hamuje szereg bakteryjnych α-amylaz, więc nie należy ich stosować w buforze tris.
Determinacja
Dostępnych jest kilka metod oznaczania aktywności α-amylazy, a różne branże zwykle opierają się na różnych metodach. Test jodowy skrobi, rozwinięcie testu jodowego, opiera się na zmianie koloru, ponieważ α-amylaza rozkłada skrobię i jest powszechnie stosowany w wielu zastosowaniach. Podobnym, ale produkowanym przemysłowo testem jest test amylazy Phadebas, który jest stosowany jako test jakościowy i ilościowy w wielu gałęziach przemysłu, takich jak detergenty, różne produkty spożywcze z mąki, zboża i słodu oraz biologia sądowa.
Architektura domeny
α-Amylazy zawierają wiele różnych domen białkowych. Domena katalityczna ma strukturę składającą się z ośmioniciowej beczki alfa / beta zawierającej miejsce aktywne, przerwanej przez ~ 70-aminokwasową domenę wiążącą wapń wystającą między nicią beta 3 i alfa helisę 3 oraz grecką końcówkę karboksylową kluczowa domena beta-beczki. Kilka alfa-amylaz zawiera domenę harmonijki beta, zwykle na C-końcu. Ta domena jest zorganizowana jako pięcioniciowy antyrównoległy arkusz beta. Kilka alfa-amylaz zawiera domenę all-beta, zwykle na C-końcu.
.
:max_bytes(150000):strip_icc()/149262064-56a99b0f5f9b58b7d0fd4587.jpg "Pytania dotyczące okresu, które Twoja córka może zadać")
Discussion about this post