| Alpha-amylase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Human spytamylase: calciumion synlig i lys khaki, chloridion i grøn. FBF 1SMD
|
|||||||||
| Identifikatorer | |||||||||
| EF-nr. | 3.2.1.0 | ||||||||
| CAS-nr. | 9000-90-2 | ||||||||
| Databaser | |||||||||
| IntEnz | IntEnz-visning | ||||||||
| BRENDA | BRENDA-indgang | ||||||||
| EXPASy | NiceZyme udsigt | ||||||||
| KEGG | KEGG-post | ||||||||
| MetaCyc | metabolisk vej | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| FBF-strukturer | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
|
|||||||||
| GH13 katalytisk domæne | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Cyclodextrin glucanotransferase (ec2.4.1.19) (cgtase)
|
|||||||||
| Identifikatorer | |||||||||
| Symbol | Alpha-amylase | ||||||||
| Pfam | PF00128 | ||||||||
| Pfam-klan | CL0058 | ||||||||
| InterPro | IPR006047 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| OPM-superfamilie | 117 | ||||||||
| OPM protein | 1wza | ||||||||
| CAZy | GH13 | ||||||||
| CDD | cd11338 | ||||||||
|
|||||||||
| Alpha-amylase C-terminal beta-ark domæne | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Krystalstruktur af byg alfa-amylase isozym 1 (amy1) inaktiv mutant d180a i kompleks med maltoheptaose
|
|||||||||
| Identifikatorer | |||||||||
| Symbol | Alpha-amyl_C2 | ||||||||
| Pfam | PF07821 | ||||||||
| InterPro | IPR012850 | ||||||||
|
|||||||||
| Alpha-amylase, C-terminal all-beta-domæne | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
maltotrioskompleks af prækonditioneret cyclodextrin-glycosyltransferase-mutant
|
|||||||||
| Identifikatorer | |||||||||
| Symbol | Alpha-amylase_C | ||||||||
| Pfam | PF02806 | ||||||||
| Pfam-klan | CL0369 | ||||||||
| InterPro | IPR006048 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
|
|||||||||
Alpha-amylase, (α-amylase) er et enzym EC 3.2.1.1, der hydrolyserer alfabindinger af store, alfa-bundne polysaccharider, såsom stivelse og glykogen, hvilket giver kortere kæder deraf, dextriner og maltose. Det er den største form for amylase, der findes hos mennesker og andre pattedyr. Det er også til stede i frø, der indeholder stivelse som en madreserve og udskilles af mange svampe. Det er et medlem af glycosidhydrolasefamilien 13.
I human biologi
Selvom den findes i mange væv, er amylase mest fremtrædende i bugspytkirtelsaft og spyt, som hver har sin egen isoform af human α-amylase. De opfører sig forskelligt på isoelektrisk fokusering og kan også adskilles ved test ved hjælp af specifikke monoklonale antistoffer. Hos mennesker forbinder alle amylase-isoformer til kromosom 1p21 (se AMY1A).
Spytamylase (ptyalin)
Amylase findes i spyt og bryder stivelse i maltose og dextrin. Denne form for amylase kaldes også “ptyalin” /ˈtaɪəlɪn/, som blev navngivet af den svenske kemiker Jöns Jacob Berzelius. Navnet stammer fra det græske ord πτυω (jeg spytter), fordi stoffet blev opnået fra spyt. Det vil bryde store, uopløselige stivelsesmolekyler i opløselige stivelser (amylodextrin, erythrodextrin og achrodextrin), der producerer successivt mindre stivelse og i sidste ende maltose. Ptyalin virker på lineære α (1,4) glycosidbindinger, men forbindelsehydrolyse kræver et enzym, der virker på forgrenede produkter. Spytamylase inaktiveres i maven af mavesyre. I mavesaft justeret til pH 3,3 blev ptyalin totalt inaktiveret på 20 minutter ved 37 ° C. I modsætning hertil forblev 50% af amylaseaktiviteten efter 150 minutters eksponering for mavesaft ved pH 4,3. Både stivelse, substratet for ptyalin og produktet (korte kæder af glukose) er i stand til delvis at beskytte det mod inaktivering med gastrisk syre. Ptyalin tilsat til buffer ved pH 3,0 gennemgik fuldstændig inaktivering på 120 minutter; tilsætning af stivelse ved et 0,1% niveau resulterede imidlertid i 10% af den tilbageværende aktivitet, og lignende tilsætning af stivelse til et niveau på 1,0% resulterede i, at ca. 40% af aktiviteten forblev ved 120 minutter.
Optimale betingelser for ptyalin
- Optimal pH – 7,0
- Menneskekropstemperatur
- Tilstedeværelse af visse anioner og aktivatorer:
- Klorid og bromid – mest effektive
- Jod – mindre effektiv
- Sulfat og fosfat – mindst effektiv
Genetisk variation i human spytamylase
Spytamylasegenet har undergået duplikering under evolution, og DNA-hybridiseringsundersøgelser indikerer, at mange individer har flere tandem-gentagelser af genet. Antallet af genkopier korrelerer med niveauerne af spytamylase, målt ved proteinblot-analyser ved anvendelse af antistoffer mod human amylase. Genkopienummer er forbundet med tilsyneladende evolutionær eksponering for diæter med høj stivelse. For eksempel havde et japansk individ 14 kopier af amylasegenet (en allel med 10 kopier og en anden allel med fire kopier). Den japanske diæt har traditionelt indeholdt store mængder risstivelse. I modsætning hertil bar en Biaka-person seks eksemplarer (tre kopier på hver allel). Biaka er regnskovjæger-samlere, der traditionelt har indtaget en diæt med lav stivelse. Perry og kolleger spekulerede i, at det øgede antal kopier af spytamylasegenet kan have forbedret overlevelse sammenfaldende med et skift til en stivelsesholdig diæt under menneskelig udvikling.
Bugspytkirtelamylase
Pankreas-a-amylase spalter tilfældigt de (1-4) glycosidiske bindinger af amylose til opnåelse af dextrin, maltose eller maltotriose. Det vedtager en dobbelt forskydningsmekanisme med tilbageholdelse af den anomere konfiguration. Hos mennesker udviklede spytamylasen sig fra en kopi af den.
I patologi
Testen for amylase er lettere at udføre end den for lipase, hvilket gør den til den primære test, der bruges til at påvise og overvåge pancreatitis. Medicinske laboratorier måler normalt enten bugspytkirtelamylase eller total amylase. Hvis kun amylase i bugspytkirtlen måles, vil en stigning ikke blive noteret med fåresyge eller andet spytkirteltraume.
På grund af den lille mængde, der er til stede, er timing imidlertid kritisk, når man prøver blod til denne måling. Blod skal tages kort efter et anfald af pancreatitis smerter, ellers udskilles det hurtigt af nyrerne.
Spyt α-amylase er blevet brugt som en biomarkør for stress og som en surrogatmarkør for sympatisk nervesystem (SNS) aktivitet, der ikke kræver blodtrækning.
Fortolkning
Øgede plasmaniveauer hos mennesker findes i:
- Spytstraume (inklusive bedøvelsesintubation)
- Kusma – på grund af betændelse i spytkirtlerne
- Pankreatitis – på grund af skader på cellerne, der producerer amylase
- Nyresvigt – på grund af nedsat udskillelse
Samlede amylaseaflæsninger på over 10 gange den øvre normalgrænse (ULN) tyder på pancreatitis. Fem til ti gange ULN kan indikere ileus eller duodenal sygdom eller nyresvigt, og lavere forhøjelser findes almindeligvis i spytkirtelsygdom.
Gener
- spyt – AMY1A, AMY1B, AMY1C
- bugspytkirtel – AMY2A, AMY2B
I korn
α-amylaseaktivitet i korn måles f.eks. ved faldende tal fra Hagberg – Perten, en test til vurdering af skader på spirer eller Phadebas-metoden. Forekommer i hvede.
Industriel anvendelse
α-Amylase bruges i ethanolproduktion til at bryde stivelse i korn i fermenterbare sukkerarter.
Det første trin i produktionen af majssirup med høj fructose er behandlingen af majsstivelse med α-amylase, hvilket producerer kortere kæder af sukkeroligosaccharider.
En α-amylase kaldet “Termamyl”, hentet fra Bacillus licheniformis, bruges også i nogle vaskemidler, især opvaskemidler og stivelsesfjernende vaskemidler.
Se amylase for flere anvendelser af amylasefamilien generelt.
Potentiale for medicinsk brug
a-amylase har udvist effektivitet ved nedbrydning af polymikrobielle bakteriefilm ved hydrolysering af α (1-4) glycosidbindinger inden i de strukturelle, matrixeksopolysaccharider af det ekstracellulære polymere stof (EPS).
Bufferhæmning
Tris-molekylet rapporteres at hæmme et antal bakterielle α-amylaser, så de bør ikke bruges i tris-buffer.
Beslutsomhed
Flere metoder er tilgængelige til bestemmelse af α-amylaseaktivitet, og forskellige industrier har tendens til at stole på forskellige metoder. Stivelsesjodtesten, en udvikling af jodtesten, er baseret på farveændring, da α-amylase nedbryder stivelse og bruges almindeligvis i mange applikationer. En lignende men industrielt produceret test er Phadebas-amylasetesten, der bruges som en kvalitativ og kvantitativ test inden for mange industrier, såsom vaskemidler, forskellige mel-, korn- og maltfødevarer og retsmedicinsk biologi.
Domæne arkitektur
α-amylaser indeholder et antal forskellige proteindomæner. Det katalytiske domæne har en struktur bestående af en otte-strenget alfa / beta-tønde, der indeholder det aktive sted, afbrudt af et ~ 70-aminosyre-calciumbindende domæne, der stikker ud mellem beta-streng 3 og alfa-helix 3, og et carboxyl-terminal græsk nøgle beta-tønde domæne. Flere alfa-amylaser indeholder et beta-ark domæne, normalt ved C-terminalen. Dette domæne er organiseret som et femstrenget antiparallel beta-ark. Flere alfa-amylaser indeholder et all-beta-domæne, normalt ved C-terminalen.
.
Discussion about this post