| Альфа-амилаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 3.2.1.0 | ||||||||
| Количество CAS | 9000-90-2 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| BRENDA | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
| Каталитический домен GH13 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Циклодекстринглюканотрансфераза (ec2.4.1.19) (cgtase) | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Альфа-амилаза | ||||||||
| Pfam | PF00128 | ||||||||
| Клан пфам | CL0058 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR006047 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| OPM суперсемейство | 117 | ||||||||
| Белок OPM | 1wza | ||||||||
| CAZy | GH13 | ||||||||
| CDD | cd11338 | ||||||||
| |||||||||
| С-концевой бета-листовой домен альфа-амилазы | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Кристаллическая структура изофермента 1 альфа-амилазы ячменя (amy1) неактивного мутанта d180a в комплексе с мальтогептаозой | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Альфа-амил_C2 | ||||||||
| Pfam | PF07821 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR012850 | ||||||||
| |||||||||
| Альфа-амилаза, С-концевой бета-домен | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
мальтотриозный комплекс предварительно кондиционированного мутанта циклодекстрингликозилтрансферазы | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Альфа-амилаза_C | ||||||||
| Pfam | PF02806 | ||||||||
| Клан пфам | CL0369 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR006048 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Альфа-амилаза , (α-амилаза) представляет собой фермент , ЕС 3.2.1.1 , что гидролизует альфа - облигацию крупных, альфа-сшитых полисахариды , такие как крахмал и гликоген , получая более короткие цепи их, декстрины и мальтозу . [2] Это основная форма амилазы, обнаруженная у людей и других млекопитающих. [3] Он также присутствует в семенах, содержащих крахмал в качестве пищевого запаса, и секретируется многими грибами. Он является членом семейства 13 гликозидгидролаз .
В биологии человека [ править ]
Хотя амилаза обнаружена во многих тканях, она наиболее заметна в соке поджелудочной железы и слюне , каждая из которых имеет свою собственную изоформу α-амилазы человека. Они по-разному ведут себя при изоэлектрической фокусировке , а также могут быть разделены при тестировании с использованием специфических моноклональных антител . У человека все изоформы амилазы связаны с хромосомой 1p 21 (см. AMY1A ).
Амилаза слюны (птиалин) [ править ]
Амилаза содержится в слюне и расщепляет крахмал на мальтозу и декстрин . Эта форма амилазы также называется «птиалин» / т aɪ əl ɪ п / , который был назван шведский химик Берцелиус . Название происходит от греческого слова πτυω (я плюю), потому что это вещество было получено из слюны. [4] Он расщепляет большие нерастворимые молекулы крахмала на растворимые крахмалы ( амилодекстрин , эритродекстрин и ахродекстрин ), производя последовательно более мелкие крахмалы и, в конечном итоге, мальтозу.. Птиалин действует на линейные α (1,4) гликозидные связи , но для гидролиза соединения требуется фермент, который действует на разветвленные продукты. Слюнной амилазы инактивируется в желудке путем желудочной кислоты . В желудочном соке, доведенном до pH 3,3, птиалин полностью инактивировался за 20 минут при 37 ° C. Напротив, 50% активности амилазы сохранялось после 150 минут воздействия желудочного сока при pH 4,3. [5]И крахмал, субстрат для птиалина, и продукт (короткие цепи глюкозы) способны частично защищать его от инактивации желудочной кислотой. Птиалин, добавленный в буфер с pH 3,0, полностью инактивируется за 120 минут; однако добавление крахмала на уровне 0,1% привело к сохранению 10% активности, а аналогичное добавление крахмала до уровня 1,0% привело к примерно 40% активности, остающейся через 120 минут. [6]
Оптимальные условия для птиалина [ править ]
- Оптимальный pH - 7,0 [7]
- Температура человеческого тела [ необходима цитата ]
- Наличие определенных анионов и активаторов:
- Хлорид и бромид - самые эффективные
- Йодид - менее эффективен
- Сульфат и фосфат - наименее эффективны
Генетическая изменчивость амилазы слюны человека [ править ]
Ген амилазы слюны подвергся дупликации в процессе эволюции, и исследования гибридизации ДНК показывают, что у многих людей есть несколько тандемных повторов этого гена. Число копий гена коррелирует с уровнями амилазы в слюне, измеренными с помощью анализа белковыми блоттингами с использованием антител к амилазе человека. Число копий гена связано с очевидным эволюционным воздействием диет с высоким содержанием крахмала. [8]Например, у японца было 14 копий гена амилазы (один аллель с 10 копиями, а второй аллель с четырьмя копиями). Японская диета традиционно содержала большое количество рисового крахмала. Напротив, у индивида биаки было шесть копий (по три копии на каждый аллель). Биака - охотники-собиратели тропических лесов, которые традиционно придерживались диеты с низким содержанием крахмала. Перри и его коллеги предположили, что увеличенное количество копий гена амилазы слюны могло повысить выживаемость, совпадающую с переходом на крахмалистую диету во время эволюции человека.
Панкреатическая амилаза [ править ]
Панкреатический α-амилазы случайным образом расщепляет & alpha ; (1-4) гликозидных связей из амилозы с получением декстрин , мальтоза или мальтотриоза . Он использует механизм двойного перемещения с сохранением аномерной конфигурации . У людей амилаза слюны произошла от ее копии. [8]
В патологии [ править ]
Тест на амилазу выполнить легче, чем на липазу , что делает его основным тестом, используемым для выявления и мониторинга панкреатита . Медицинские лаборатории обычно измеряют панкреатическую амилазу или общую амилазу. Если измерять только амилазу поджелудочной железы, при паротите или других травмах слюнных желез увеличение не будет .
Однако из-за небольшого количества, время имеет решающее значение при заборе крови для этого измерения. Кровь следует брать вскоре после приступа боли при панкреатите, в противном случае кровь быстро выводится почками .
Слюнная α-амилаза была использована в качестве биомаркера для напряжений [9] [10] и в качестве суррогатных маркеров симпатической нервной системы (СНС) активности [11] , который не требует сбора крови.
Интерпретация [ править ]
Повышенные уровни в плазме крови человека обнаруживаются в:
- Травма слюнной железы (включая интубацию анестетика )
- Свинка - из - за воспаления из слюнных желез
- Панкреатит - из-за повреждения клеток, вырабатывающих амилазу
- Почечная недостаточность - из-за снижения экскреции
Показания общей амилазы, превышающие верхний предел нормы (ULN) более чем в 10 раз, указывают на панкреатит. От пяти до 10 раз ULN может указывать на непроходимость или двенадцатиперстную кишку заболевания или почечную недостаточность, а также более низкие высоты обычно встречается в слюнной железе болезни.
Гены [ править ]
- слюнные - AMY1A , AMY1B , AMY1C
- поджелудочная - AMY2A , AMY2B
В зерне [ править ]
Активность α-амилазы в зерне измеряется, например, с помощью числа падения Хагберга – Пертена , теста для оценки повреждений проростков [12] или метода Phadebas . Встречается у пшеницы . [13]
Промышленное использование [ править ]
α-Амилаза используется в производстве этанола для разрушения крахмалов в зернах на ферментируемые сахара.
Первым шагом в производстве кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы является обработка кукурузного крахмала α-амилазой, в результате чего образуются более короткие цепи олигосахаридов сахаров .
Α-амилаза, называемая «термамил», полученная из Bacillus licheniformis , также используется в некоторых моющих средствах, особенно в средствах для мытья посуды и моющих средств для удаления крахмала. [14]
См. Амилазу, чтобы узнать о других применениях семейства амилазы в целом.
Возможность использования в медицине [ править ]
α-Амилаза продемонстрировала эффективность в разрушении полимикробных бактериальных биопленок путем гидролиза α (1-4) гликозидных связей внутри структурных экзополисахаридов матрикса внеклеточного полимерного вещества (EPS). [15] [16]
Запрещение буфера [ править ]
Трис молекула , как сообщается, ингибирует ряд бактериальных альфа-амилазы, [17] [18] , поэтому они не должны быть использованы в трис - буфере.
Определение [ править ]
Для определения активности α-амилазы доступно несколько методов, и в разных отраслях промышленности используются разные методы. Йодный крахмальный тест, являющийся развитием йодного теста , основан на изменении цвета, поскольку α-амилаза разлагает крахмал и обычно используется во многих областях. Аналогичным, но производимым промышленностью тестом является тест на амилазу Phadebas , который используется в качестве качественного и количественного теста во многих отраслях промышленности, таких как моющие средства, различные продукты из муки, зерна и солода, а также в судебной биологии.
Архитектура домена [ править ]
α-Амилазы содержат ряд отдельных белковых доменов. Каталитический домен имеет структуру , состоящую из восьми многожильного альфа / бета баррель , который содержит активный сайт, прерванный ~ 70- в аминокислотной области кальций-связывающий между выступающими бета Strand 3 и альфа - спирали 3, и карбоксильную-концевой греческий ключевой домен бета-бочки . [19] Некоторые альфа-амилазы содержат домен бета-листа, обычно на С-конце. Этот домен организован как пятицепочечный антипараллельный бета-лист. [20] [21] Некоторые альфа-амилазы содержат полностью бета-домен, обычно на С-конце. [22]
См. Также [ править ]
- Пищеварительный фермент
Ссылки [ править ]
- ^ Ramasubbu N, Paloth В, Ли У, Брэйер Г. Д., Левин МДж (май 1996 г.). «Структура альфа-амилазы слюны человека при разрешении 1,6 A: последствия для ее роли в полости рта» . Acta Crystallographica D . 52 (Pt 3): 435–46. DOI : 10.1107 / S0907444995014119 . PMID 15299664 .
- ^ Киерульф П. «Амилаза» . Магазин Медисинске Лексикон . Магазин Норске Лексикон . Проверено 24 января 2021 года .
- ^ Voet D, Voet JG (2005). Биохимия (2-е изд.). Брюссель: Де Бек. п. 1583.
- ↑ Дж. Берцелиус (г-жа Эсслингер, пер.), Traité de Chimie (Париж, Франция: Firmin Didot Frerès, 1833), т. 7, стр. 156 .
- Перейти ↑ Fried M, Abramson S, Meyer JH (октябрь 1987 г.). «Прохождение амилазы слюны через желудок у человека». Пищеварительные заболевания и науки . 32 (10): 1097–103. DOI : 10.1007 / bf01300195 . PMID 3652896 . S2CID 24845837 .
- ^ Розенблюм JL, Ирвин CL, Alpers DH (Май 1988). «Олигосахариды крахмала и глюкозы защищают активность амилазы слюнного типа при кислом pH». Американский журнал физиологии . 254 (5 Pt 1): G775–80. DOI : 10.1152 / ajpgi.1988.254.5.G775 . PMID 2452576 .
- ^ "Амилаза, Альфа - Руководство по ферментам Уортингтона" . www.worthington-biochem.com . Архивировано 14 октября 2016 года.
- ^ а б Перри Г. Х., Домини Нью-Джерси, Коготь К.Г., Ли А.С., Фиглер Х., Редон Р., Вернер Дж., Вилланья Ф.А., Маунтин-ЛЛ, Мисра Р., Картер Н.П., Ли С., Стоун А.С. (октябрь 2007 г.). «Диета и эволюция изменения числа копий гена амилазы человека» . Генетика природы . 39 (10): 1256–60. DOI : 10.1038 / ng2123 . PMC 2377015 . PMID 17828263 .
- Перейти ↑ Noto Y, Sato T, Kudo M, Kurata K, Hirota K (декабрь 2005 г.). «Взаимосвязь между биомаркерами слюны и оценкой состояния тревожности при умственном арифметическом стрессе: пилотное исследование». Анестезия и анальгезия . 101 (6): 1873–6. DOI : 10.1213 / 01.ANE.0000184196.60838.8D . PMID 16301277 . S2CID 22252878 .
- ^ Грейнджер DA, Kivlighan KT, эль-Шейх M, Gordis EB, Страуд LR (март 2007). «Альфа-амилаза слюны в биоповеденческих исследованиях: последние разработки и приложения». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1098 : 122–44. DOI : 10.1196 / annals.1384.008 . PMID 17332070 .
- ^ Натера UM, Rohleder N (май 2009). «Альфа-амилаза слюны как неинвазивный биомаркер симпатической нервной системы: текущее состояние исследований». Психонейроэндокринология . 34 (4): 486–96. DOI : 10.1016 / j.psyneuen.2009.01.014 . PMID 19249160 . S2CID 7564969 .
- ^ «Число падения - Введение» . Perten Instruments. 2005. Архивировано из оригинала 9 сентября 2009 года . Проверено 21 ноября 2009 года .
- ^ Проходной AM, Дэвисон GM, Newell CA, Мерриуэзер A, Hamilton WD, Burgess EP, Gilbert RJ, Сторожка JA (1997). «Трансгенные растения картофеля с повышенной устойчивостью к томатной моли, Lacanobia oleracea : испытания в комнатных условиях». Молекулярное разведение . Springer Science + Business . 3 (1): 49–63. DOI : 10.1023 / а: 1009600321838 . ISSN 1380-3743 . S2CID 23765916 .
- ^ «Использование ферментов в моющих средствах» . Факультет инженерии, науки и искусственной среды Лондонского университета Саут-Бэнк. 20 декабря 2004 года Архивировано из оригинала 20 октября 2009 года . Проверено 21 ноября 2009 года .
- ^ Fleming D, Рамбо КП (апрель 2017). «Подходы к диспергированию медицинских биопленок» . Микроорганизмы . 5 (2): 15. doi : 10.3390 / microorganisms5020015 . PMC 5488086 . PMID 28368320 .
- ^ Fleming D, L Чаин, Рамбо K (февраль 2017). «Гликозидгидролазы разлагают полимикробные бактериальные биопленки в ранах» . Противомикробные препараты и химиотерапия . 61 (2): AAC.01998–16. DOI : 10,1128 / AAC.01998-16 . PMC 5278739 . PMID 27872074 .
- ^ Ghalanbor Z, Гаая N, Marashi С.А., Amanlou М, Хабибите-Резаи М, Khajeh К, Ранджбар В (2008). «Связывание триса с альфа-амилазой Bacillus licheniformis может повлиять на его активность по гидролизу крахмала». Буквы о белках и пептидах . 15 (2): 212–4. DOI : 10.2174 / 092986608783489616 . PMID 18289113 .
- ^ Агаджари N, Феллер G, Gerday C, Haser R (март 1998). «Кристаллические структуры психрофильной альфа-амилазы из Alteromonas haloplanctis в его природной форме и в комплексе с ингибитором» . Белковая наука . 7 (3): 564–72. DOI : 10.1002 / pro.5560070304 . PMC 2143949 . PMID 9541387 .
- ^ Эйб А, Yoshida Н, Tonozuka Т, Sakano Y, Kamitori S (декабрь 2005 г.). «Комплексы альфа-амилазы 1 Thermoactinomyces vulgaris R-47 и модельных олигосахаридов пуллулана обеспечивают новое понимание механизма распознавания субстратов с альфа- (1,6) гликозидными связями» . Журнал FEBS . 272 (23): 6145–53. DOI : 10.1111 / j.1742-4658.2005.05013.x . PMID 16302977 . S2CID 41008169 .
- ^ Kadziola A, Søgaard M, Свенссон B, Haser R (апрель 1998). «Молекулярная структура комплекса ингибитора альфа-амилазы ячменя: значение для связывания крахмала и катализа». Журнал молекулярной биологии . 278 (1): 205–17. DOI : 10.1006 / jmbi.1998.1683 . PMID 9571044 .
- ^ Kadziola А, Эйб Дж, Свенсон В, Хасер R (май 1994 г.). «Кристаллическая и молекулярная структура альфа-амилазы ячменя». Журнал молекулярной биологии . 239 (1): 104–21. DOI : 10.1006 / jmbi.1994.1354 . PMID 8196040 .
- ^ Machius M, Wiegand G, Huber R (март 1995). «Кристаллическая структура обедненной кальцием альфа-амилазы Bacillus licheniformis при разрешении 2,2 A». Журнал молекулярной биологии . 246 (4): 545–59. DOI : 10.1006 / jmbi.1994.0106 . PMID 7877175 .
Внешние ссылки [ править ]
- Белок альфа-амилазы
- альфа-амилаза в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)
