Википедија

Alfa amilaza

Alfa amilaza (EC 3.2.1.1, glikogenaza, alfa-amilaza, endoamilaza, Taka-amilaza A, 1,4-alfa-D-glukanska glukanohidrolaza) je enzim sa sistematskim imenom 4-alfa-D-glukan glukanohidrolaza.[2][3][4] Ovaj enzim katalizuje sledeću hemijsku reakciju

Alfa amilaza
Ljudska pljuvačna amilaza: jon kalcijuma je vidljiv u bledoj kaki boji, hloridni jon u zelenoj boji. PDB 1SMD[1]
Identifikatori
EC broj3.2.1.1
CAS broj9000-90-2
Baze podataka
IntEnzIntEnz pregled
BRENDABRENDA pristup
ExPASyNiceZyme pregled
KEGGKEGG pristup
MetaCycmetabolički put
PRIAMprofil
Strukture PBPRCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GH13 katalitički domen
Ciklodekstrin glukanotransferaza (e.c.2.4.1.19) (cgtaza)
Identifikatori
SimbolAlpha-amylase
PfamPF00128
Pfam klanCL0058
InterProIPR006047
SCOP1ppi
SUPERFAMILY1ppi
OPM superfamilija117
OPM protein1wza
CAZyGH13
CDDcd11338
Alfa amilaza, C-terminalni sve-beta domen
Kristalna struktura izoenzima alfa-amilaze ječma 1 (amy1) neaktivnog mutanta d180a u kompleksu sa maltoheptaozom
Identifikatori
SimbolAlpha-amyl_C2
PfamPF07821
InterProIPR012850
Alfa amilaza, C-terminalni sve-beta domen
kompleks maltotrioze predkondicioniranog mutanta ciklodekstrin glikoziltransferaze
Identifikatori
SimbolAlpha-amylase_C
PfamPF02806
Pfam klanCL0369
InterProIPR006048
SCOP1ppi
SUPERFAMILY1ppi
Endohidroliza (1->4)-alfa-D-glukozidnih veza u polisaharidima koji sadrže tri ili više (1->4)-alfa-vezane D-glukozne jedinice

Ovaj enzim deluje na skrob, glikogen i srodne polisaharide i oligosaharide na nasumični način. Alfa amilaza je enzim koji hidrolizuje alfa veze velkih, alfa-povezanih polisaharida, dajući njihove kraće lance, dekstrine i maltozu.[5] To je glavni oblik amilaze koji se nalazi kod ljudi i drugih sisara.[6] Takođe je prisutan u semenkama koje sadrže skrob kao rezervu hrane, a izlučuju ga mnoge gljive. Član je porodice glikozidnih hidrolaza 13.

U ljudskoj biologiji

уреди

Amilaza pljuvačke (ptjalin)

уреди

Amilaza se nalazi u pljuvački i razlaže skrob na maltozu i dekstrin. Ovaj oblik amilaze se isto tako naziva „ptajalin”, što je ime koje je dodelio švedski hemičar Jеns Jaкob Berceliјus. Naziv potiče od grčke reči ptyō (pljujem), jer je supstanca dobijena iz pljuvačke.[7] Ovaj enzim razlaže velike, nerastvorljive molekule skroba u rastvorljive molekule (amilodekstrin, eritrodekstrin i ahrodekstrin) proizvodeći sukcesivno manje forme skroba i na kraju maltozu. Ptajalin deluje na linearne α(1,4) glikozidne veze, ali za hidrolizu jedinjenja je potreban enzim koji deluje na razgranate proizvode. Amilaze pljuvačke inaktivira želudačna kiselina u želucu. U želučanom soku podešenom na pH 3,3, ptijalin se potpuno inaktivira za 20 minuta na 37 °C. Nasuprot tome, 50% aktivnosti amilaze preostaje je nakon 150 minuta izlaganja želučanom soku pri pH 4,3.[8] Skrob, supstrat za ptijalin, i proizvod (kratki lanci glukoze) mogu delimično da zaštite enzim od inaktivacije želudačnom kiselinom. Ptijalin dodat u pufer pri pH 3.0 se potpuno inaktivira za 120 minuta; međutim, dodavanjem skroba na nivou od 0,1% rezultira preostalom aktivnošću od 10%, a slično dodavanje skroba na nivou od 1,0% rezultira sa oko 120% preostale aktivnosti nakon 120 minuta.[9]

Optimalni uslovi za ptjalin

уреди
Optimalna pH – 7,0[10]
Ljudska telesna temperatura
Presustvo izvesnih anjona i aktivatora:
Hlorid i bromid su najefektivniji
Jodid je manje efektivan
Sulfat i fosfat su manje efektivni

Genetske varijacije u ljudskoj amilazi pljuvačke

уреди
Za više informacija pogledajte: Amilaza § Amilaza pljuvačke

Gen amilaze pljuvačke je tokom evolucije pretrpeo duplikaciju, a studije hibridizacije DNK ukazuju na to da mnoge osobe imaju višestruko tandemsko ponavljanje ovog gena. Broj kopija gena korelira sa nivoima pljuvačne amilaze, mereno analizama proteinske blot analize pomoću antitela na humanu amilazu. Broj kopija gena povezan je sa očiglednom evolucionom izloženošću ishrani sa visokim sadržajem skroba.[11] Na primer, jedna japanska individua je imala 14 kopija gena amilaze (jedan alel sa 10 kopija, i drugi alel sa četiri kopije). Japanska dijeta tradicionalno sadrži velike količine pirinčanog skroba. Nasuprot tome, pojedinac naroda Bijaka je nosio šest kopija (po tri kopije na svakom alelu). Bijake su lovci i sakupljači prašume koji su tradicionalno konzumirali ishranu sa niskim sadržajem skroba. Peri i kolege su spekulisali da bi povećani broj kopija gena za amilazu pljuvačke mogao povećati verovatnoću opstanka, što se podudara sa prelaskom na skrobnu ishranu tokom evolucije čoveka.

U patologiji

уреди

Lakše je izvesti test na amilazu nego lipazu, što ga ovaj enzim čini primarnim testom za otkrivanje i praćenje pankreatitisa. Medicinske laboratorije obično mere amilazu pankreasa ili ukupnu amilazu. Ako se meri samo amilaza pankreasa, povećanje neće biti zabeleženo u slučaju zauški ili drugih trauma pljuvačnih žlezda.

Međutim, zbog male prisutne količine prisutne, vremenski period je kritičan pri uzorkovanju krvi za ovo merenje. Krv treba uzeti ubrzo nakon napada pankreatitisa, inače se brzo izlučuje bubrezima.

Enzim α-amilaza u pljuvački je korišćena kao biomarker za stres[12][13] i kao surogatni marker aktivnosti simpatičkog nervnog sistema (SNS)[14] koji ne zahteva vađenje krvi.

Interpretacija

уреди

Povećani nivoi u plazmi kod ljudi nalaze se kod:

Ukupna očitavanja amilaze koja su preko 10 puta veća od gornje granice normale (ULN) ukazuju na pankreatitis. Pet do 10 puta ULN može da ukazuje na ileusnu ili duodenalnu bolest ili otkazivanje bubrega, a niža povišenja se obično nalaze kod bolesti pljuvačnih žlezda.

Geni

уреди

U žitu

уреди

Aktivnost α-amilaze u zrnu meri se, na primer, Hagberg-Pertenovim padajućim brojem, testom za procenu oštećenja klica,[15] ili Fadebasovom metodom. Javlja se u pšenici.[16]

Industrijska upotreba

уреди

Enzim α-amilaza se koristi u proizvodnji etanola za razbijanje skroba u zrnu na fermentabilne šećere. Prvi korak u proizvodnji kukuruznog sirupa sa visokim sadržajem fruktoze je tretiranje kukuruznog skroba sa α-amilazom, pri čemu nastaju kraći lanci šećera oligosaharida.

Forma α-amilaze pod nazivom „termamil”, poreklom iz Bacillus licheniformis'', takođe se koristi u nekim deterdžentima, posebno u deterdžentima za pranje sudova i uklanjanje skroba.[17]

Za više informacija o upotrebi amilazne porodice pogledajte u amilaze.

Potencijal za medicinsku upotrebu

уреди

Enzim α-amilaza je pokazao efikasnost u razgradnji polimikrobnih bakterijskih biofilmova hidrolizom α(1-4) glikozidnih veza unutar strukturnih, matričnih egzopolisaharida vanćelijske polimerne supstance (EPS).[18][19]

Puferska inhibicija

уреди

Prijavljeno je da molekul tris inhibira brojne bakterijske α-amilaze,[20][21] te tu supstancu ne treba koristiti u amilaznim puferima.

Domenska arhitektura

уреди

Enzim α-amilaza sadrži niz različitih proteinskih domena. Katalitički domen ima strukturu koja se sastoji od osmolančanog alfa/beta barela koje sadrži aktivno mesto, što je prekinuto domenom za vezivanje kalcijuma od ~70 aminokiselina koji strši između beta lanca 3 i alfa heliksa 3, i grčkim ključen na karboksilnom kraju beta-barel domena.[22] Nekoliko alfa-amilaza sadrži domen beta ravni, obično na C kraju. Ovaj domen je organizovan kao petolančana antiparalelna beta ravan.[23][24] Nekoliko alfa-amilaza sadrži potpuni beta domen, obično na C kraju.[25]

Reference

уреди
  1. ^ Ramasubbu N, Paloth V, Luo Y, Brayer GD, Levine MJ (мај 1996). „Structure of human salivary alpha-amylase at 1.6 A resolution: implications for its role in the oral cavity”. Acta Crystallographica D. 52 (Pt 3): 435—46. PMID 15299664. doi:10.1107/S0907444995014119  . 
  2. ^ Fischer, E.H. & Stein, E.A. (1960). „α-Amylases”. Ур.: Boyer, P.D.; Lardy, H.; Myrb; auml & ck, K. The Enzymes. 4 (2. изд.). New York: Academic Press. стр. 313—343. 
  3. ^ Manners, D.J. (1962). „Enzymic synthesis and degradation of starch and glycogen”. Adv. Carbohydr. Chem. 17: 371—430. 
  4. ^ Schwimmer, S. & Balls, A.K. (1949). „Isolation and properties of crystalline α-amylase from germinated barley”. J. Biol. Chem. 179: 1063—1074. 
  5. ^ Kierulf P. „Amylase”. Store Medisinske Leksikon. Store Norske Leksikon. Приступљено 24. 1. 2021. 
  6. ^ Voet D, Voet JG (2005). Biochimie (2nd изд.). Bruxelles: De Boeck. стр. 1583. 
  7. ^ J. Berzelius (Ms. Esslinger, trans.), Traité de Chimie (Paris, France: Firmin Didot Frerès, 1833), vol. 7, page 156.
  8. ^ Fried M, Abramson S, Meyer JH (октобар 1987). „Passage of salivary amylase through the stomach in humans”. Digestive Diseases and Sciences. 32 (10): 1097—103. PMID 3652896. S2CID 24845837. doi:10.1007/bf01300195. 
  9. ^ Rosenblum JL, Irwin CL, Alpers DH (мај 1988). „Starch and glucose oligosaccharides protect salivary-type amylase activity at acid pH”. The American Journal of Physiology. 254 (5 Pt 1): G775—80. PMID 2452576. doi:10.1152/ajpgi.1988.254.5.G775. 
  10. ^ „Amylase, Alpha - Worthington Enzyme Manual”. www.worthington-biochem.com. Архивирано из оригинала 14. 10. 2016. г. 
  11. ^ Perry GH, Dominy NJ, Claw KG, Lee AS, Fiegler H, Redon R, Werner J, Villanea FA, Mountain JL, Misra R, Carter NP, Lee C, Stone AC (октобар 2007). „Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation”. Nature Genetics. 39 (10): 1256—60. PMC 2377015  . PMID 17828263. doi:10.1038/ng2123. 
  12. ^ Noto Y, Sato T, Kudo M, Kurata K, Hirota K (децембар 2005). „The relationship between salivary biomarkers and state-trait anxiety inventory score under mental arithmetic stress: a pilot study”. Anesthesia and Analgesia. 101 (6): 1873—6. PMID 16301277. S2CID 22252878. doi:10.1213/01.ANE.0000184196.60838.8D. 
  13. ^ Granger DA, Kivlighan KT, el-Sheikh M, Gordis EB, Stroud LR (март 2007). „Salivary alpha-amylase in biobehavioral research: recent developments and applications”. Annals of the New York Academy of Sciences. 1098: 122—44. PMID 17332070. doi:10.1196/annals.1384.008. 
  14. ^ Nater UM, Rohleder N (мај 2009). „Salivary alpha-amylase as a non-invasive biomarker for the sympathetic nervous system: current state of research”. Psychoneuroendocrinology. 34 (4): 486—96. PMID 19249160. S2CID 7564969. doi:10.1016/j.psyneuen.2009.01.014. 
  15. ^ „Falling Number – Introduction”. Perten Instruments. 2005. Архивирано из оригинала 9. 9. 2009. г. Приступљено 21. 11. 2009. 
  16. ^ Gatehouse AM, Davison GM, Newell CA, Merryweather A, Hamilton WD, Burgess EP, Gilbert RJ, Gatehouse JA (1997). „Transgenic potato plants with enhanced resistance to the tomato moth, Lacanobia oleracea: growth room trials”. Molecular Breeding. Springer Science+Business. 3 (1): 49—63. ISSN 1380-3743. S2CID 23765916. doi:10.1023/a:1009600321838. 
  17. ^ „The use of enzymes in detergents”. Faculty of Engineering, Science and the Built Environment, London South Bank University. 20. 12. 2004. Архивирано из оригинала 20. 10. 2009. г. Приступљено 21. 11. 2009. 
  18. ^ Fleming D, Rumbaugh KP (април 2017). „Approaches to Dispersing Medical Biofilms”. Microorganisms. 5 (2): 15. PMC 5488086  . PMID 28368320. doi:10.3390/microorganisms5020015. 
  19. ^ Fleming D, Chahin L, Rumbaugh K (фебруар 2017). „Glycoside Hydrolases Degrade Polymicrobial Bacterial Biofilms in Wounds”. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 61 (2): AAC.01998—16. PMC 5278739  . PMID 27872074. doi:10.1128/AAC.01998-16. 
  20. ^ Ghalanbor Z, Ghaemi N, Marashi SA, Amanlou M, Habibi-Rezaei M, Khajeh K, Ranjbar B (2008). „Binding of Tris to Bacillus licheniformis alpha-amylase can affect its starch hydrolysis activity”. Protein and Peptide Letters. 15 (2): 212—4. PMID 18289113. doi:10.2174/092986608783489616. 
  21. ^ Aghajari N, Feller G, Gerday C, Haser R (март 1998). „Crystal structures of the psychrophilic alpha-amylase from Alteromonas haloplanctis in its native form and complexed with an inhibitor”. Protein Science. 7 (3): 564—72. PMC 2143949  . PMID 9541387. doi:10.1002/pro.5560070304. 
  22. ^ Abe A, Yoshida H, Tonozuka T, Sakano Y, Kamitori S (децембар 2005). „Complexes of Thermoactinomyces vulgaris R-47 alpha-amylase 1 and pullulan model oligossacharides provide new insight into the mechanism for recognizing substrates with alpha-(1,6) glycosidic linkages”. The FEBS Journal. 272 (23): 6145—53. PMID 16302977. S2CID 41008169. doi:10.1111/j.1742-4658.2005.05013.x  . 
  23. ^ Kadziola A, Søgaard M, Svensson B, Haser R (април 1998). „Molecular structure of a barley alpha-amylase-inhibitor complex: implications for starch binding and catalysis”. Journal of Molecular Biology. 278 (1): 205—17. PMID 9571044. doi:10.1006/jmbi.1998.1683. 
  24. ^ Kadziola A, Abe J, Svensson B, Haser R (мај 1994). „Crystal and molecular structure of barley alpha-amylase”. Journal of Molecular Biology. 239 (1): 104—21. PMID 8196040. doi:10.1006/jmbi.1994.1354. 
  25. ^ Machius M, Wiegand G, Huber R (март 1995). „Crystal structure of calcium-depleted Bacillus licheniformis alpha-amylase at 2.2 A resolution”. Journal of Molecular Biology. 246 (4): 545—59. PMID 7877175. doi:10.1006/jmbi.1994.0106. 

Литература

уреди
  • Fischer, E.H. & Stein, E.A. (1960). „α-Amylases”. Ур.: Boyer, P.D.; Myrb; auml & ck, K. The Enzymes. 4 (2nd изд.). New York: Academic Press. стр. 313—343. 

Spoljašnje veze

уреди

Овај артикал садржи текст из јавног власништва Пфам и ИнтерПро IPR006047 Овај артикал садржи текст из јавног власништва Пфам и ИнтерПро IPR012850 Овај артикал садржи текст из јавног власништва Пфам и ИнтерПро IPR006048

Преузето из „https://sr.wiki.x.io/w/index.php?title=Alfa_amilaza&oldid=28447100”