| Alfa-amyláza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Lidská slinná amyláza: iont vápníku viditelný v bledě khaki barvě, chloridový iont zeleně. PDB 1 SMD
|
|||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Č. | 3.2.1.0 | ||||||||
| Č. CAS | 9000-90-2 | ||||||||
| Databáze | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
| BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
| EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
| MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| Struktury PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
|
|||||||||
| GH13 katalytická doména | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Cyklodextrin glucanotransferáza (ec2.4.1.19) (cgtáza)
|
|||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Alfa-amyláza | ||||||||
| Pfam | PF00128 | ||||||||
| Klan Pfam | CL0058 | ||||||||
| InterPro | IPR006047 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| OPM nadčeleď | 117 | ||||||||
| OPM protein | 1wza | ||||||||
| CAZy | GH13 | ||||||||
| CDD | cd11338 | ||||||||
|
|||||||||
| Alfa-amyláza C-koncová doména beta-listu | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Krystalová struktura ječmene alfa-amylázy isozym 1 (amy1) neaktivní mutant d180a v komplexu s maltoheptaosou
|
|||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Alfa-amyl_C2 | ||||||||
| Pfam | PF07821 | ||||||||
| InterPro | IPR012850 | ||||||||
|
|||||||||
| Alfa amyláza, C-koncová doména all-beta | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
maltotriózový komplex předem připraveného mutanta cyklodextrin glykosyltransferázy
|
|||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Alfa-amyláza_C | ||||||||
| Pfam | PF02806 | ||||||||
| Klan Pfam | CL0369 | ||||||||
| InterPro | IPR006048 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
|
|||||||||
Alfa-amyláza, (α-amyláza) je enzym EC 3.2.1.1, který hydrolyzuje alfa vazby velkých, alfa vázaných polysacharidů, jako je škrob a glykogen, za vzniku jejich kratších řetězců, dextrinů a maltózy. Je to hlavní forma amylázy vyskytující se u lidí a jiných savců. Je také přítomen v semenech obsahujících škrob jako potravní rezervu a je vylučován mnoha houbami. Je členem rodiny glykosidhydrolázy 13.
V biologii člověka
Ačkoli se amyláza nachází v mnoha tkáních, je nejvýznamnější v pankreatické šťávě a slinách, z nichž každá má svou vlastní izoformu lidské α-amylázy. Chovají se odlišně při izoelektrické fokusaci a lze je také oddělit při testování pomocí specifických monoklonálních protilátek. U lidí všechny izoformy amylázy navazují na chromozom 1p21 (viz AMY1A).
Slinná amyláza (ptyalin)
Amyláza se nachází ve slinách a štěpí škrob na maltózu a dextrin. Tato forma amylázy se také nazývá „ptyalin“ /ˈtaɪ.lɪn/, který pojmenoval švédský chemik Jöns Jacob Berzelius. Název je odvozen z řeckého slova πτυω (plivám), protože látka byla získána ze slin. Rozlomí velké nerozpustné molekuly škrobu na rozpustné škroby (amylodextrin, erythrodextrin a achrodextrin), čímž vzniknou postupně menší škroby a nakonec maltóza. Ptyalin působí na lineární α (1,4) glykosidické vazby, ale hydrolýza sloučenin vyžaduje enzym, který působí na rozvětvené produkty. Slinná amyláza je v žaludku inaktivována žaludeční kyselinou. V žaludeční šťávě upravené na pH 3,3 byl ptyalin zcela inaktivován za 20 minut při 37 ° C. Naproti tomu 50% aktivity amylázy zůstalo po 150 minutách expozice žaludeční šťávě při pH 4,3. Jak škrob, substrát pro ptyalin, tak produkt (krátké řetězce glukózy) jsou schopny jej částečně chránit před inaktivací žaludeční kyselinou. Ptyalin přidaný do pufru při pH 3,0 prošel úplnou inaktivací za 120 minut; přidání škrobu na úrovni 0,1% však mělo za následek 10% zbývající aktivity a podobné přidání škrobu na hladinu 1,0% mělo za následek přibližně 40% aktivity zbývající po 120 minutách.
Optimální podmínky pro ptyalin
- Optimální pH – 7,0
- Teplota lidského těla
- Přítomnost určitých aniontů a aktivátorů:
- Chlorid a bromid – nejúčinnější
- Jodid – méně účinný
- Sírany a fosfáty – nejméně účinné
Genetická variace v lidské slinné amyláze
Gen slinné amylázy prošel během evoluce duplikací a studie hybridizace DNA naznačují, že mnoho jedinců má několik tandemových opakování genu. Počet genových kopií koreluje s hladinami slinné amylázy, měřeno pomocí proteinových blot testů s použitím protilátek proti lidské amyláze. Počet genových kopií je spojen se zjevnou evoluční expozicí dietám s vysokým obsahem škrobu. Například japonský jedinec měl 14 kopií genu pro amylázu (jedna alela s 10 kopiemi a druhá alela se čtyřmi kopiemi). Japonská strava tradičně obsahuje velké množství rýžového škrobu. Naproti tomu jedinec Biaka měl šest kopií (tři kopie na každou alelu). Biaka jsou lovci a sběrači deštných pralesů, kteří tradičně konzumují stravu s nízkým obsahem škrobu. Perry a jeho kolegové spekulovali, že zvýšený počet kopií genu pro slinnou amylázu může mít za následek lepší přežití shodné s přechodem na škrobovou stravu během lidské evoluce.
Pankreatická amyláza
Pankreatická α-amyláza náhodně štěpí α (1-4) glykosidové vazby amylózy za vzniku dextrinu, maltózy nebo maltotriózy. Přijímá mechanismus dvojitého posunu se zachováním anomerní konfigurace. U lidí se slinná amyláza vyvinula z její kopie.
V patologii
Test na amylázu se provádí snáze než test na lipázu, což z něj činí primární test používaný k detekci a monitorování pankreatitidy. Lékařské laboratoře obvykle měří buď pankreatickou amylázu, nebo celkovou amylázu. Pokud se měří pouze pankreatická amyláza, zvýšení nebude zaznamenáno u příušnic nebo jiných traumat slinných žláz.
Kvůli malému množství je však při odběru krve pro toto měření rozhodující načasování. Krev by měla být odebrána brzy po záchvatu bolesti při pankreatitidě, jinak je rychle vylučována ledvinami.
Slinná α-amyláza se používá jako biomarker stresu a jako náhradní marker aktivity sympatického nervového systému (SNS), který nevyžaduje odběr krve.
Výklad
Zvýšené plazmatické hladiny u lidí lze nalézt v:
- Slinné trauma (včetně anestetické intubace)
- Příušnice – kvůli zánětu slinných žláz
- Pankreatitida – z důvodu poškození buněk produkujících amylázu
- Selhání ledvin – kvůli sníženému vylučování
Celkové hodnoty amylázy přesahující 10násobek horní hranice normálu (ULN) naznačují pankreatitidu. Pětkrát až desetkrát ULN může znamenat ileus nebo duodenální onemocnění nebo selhání ledvin a nižší nadmořské výšky se běžně vyskytují u onemocnění slinných žláz.
Geny
- slinné – AMY1A, AMY1B, AMY1C
- pankreatický – AMY2A, AMY2B
V obilí
Aktivita α-amylázy v zrnu se měří například Hagberg – Pertenovým klesajícím číslem, testem k posouzení poškození výhonků nebo Phadebasovou metodou. Vyskytuje se v pšenici.
Průmyslové použití
α-amyláza se používá při výrobě ethanolu k štěpení škrobů v zrnech na fermentovatelné cukry.
Prvním krokem při výrobě kukuřičného sirupu s vysokým obsahem fruktózy je ošetření kukuřičného škrobu α-amylázou, čímž se vytvoří kratší řetězce oligosacharidů cukrů.
Α-amyláza zvaná „Termamyl“ pocházející z Bacillus licheniformis, se také používá v některých pracích prostředcích, zejména v prostředcích na mytí nádobí a odstraňování škrobu.
Viz amyláza pro další použití rodiny amylázy obecně.
Potenciál pro lékařské použití
a-amyláza vykazovala účinnost při degradaci polymikrobiálních bakteriálních biofilmů hydrolýzou a (1-4) glykosidových vazeb ve strukturních matricových exopolysacharidech extracelulární polymerní látky (EPS).
Inhibice pufru
Uvádí se, že molekula tris inhibuje řadu bakteriálních α-amyláz, takže by se neměly používat v pufru tris.
odhodlání
Pro stanovení aktivity α-amylázy je k dispozici několik metod a různá průmyslová odvětví se spoléhají na různé metody. Jodový test na škrob, vývoj jodového testu, je založen na změně barvy, protože α-amyláza degraduje škrob a běžně se používá v mnoha aplikacích. Podobným, ale průmyslově vyráběným testem je test na amylázu Phadebas, který se používá jako kvalitativní a kvantitativní test v mnoha průmyslových odvětvích, jako jsou detergenty, různé mouky, obilí a sladové potraviny a forenzní biologie.
Architektura domény
α-amylázy obsahují řadu odlišných proteinových domén. Katalytická doména má strukturu skládající se z osmiřetězcového alfa / beta válce, který obsahuje aktivní místo, přerušeného ~ 70-aminokyselinovou doménou vázající vápník vyčnívající mezi beta vláknem 3 a alfa šroubovicí 3, a karboxylterminální řečtinou klíčová doména beta-barelu. Několik alfa-amyláz obsahuje doménu beta-listu, obvykle na C konci. Tato doména je organizována jako pětivláknový antiparalelní beta-list. Několik alfa-amyláz obsahuje doménu all-beta, obvykle na C konci.
.