Alfa-amyláza - Alpha-amylase
| Alfa-amyláza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 3.2.1.1 | ||||||||
| Číslo CAS | 9000-90-2 | ||||||||
| Databáze | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
| BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
| EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
| MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
| GH13 katalytická doména | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Cyklodextrin glucanotransferáza (e.c.2.4.1.19) (cgtáza) | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Alfa-amyláza | ||||||||
| Pfam | PF00128 | ||||||||
| Pfam klan | CL0058 | ||||||||
| InterPro | IPR006047 | ||||||||
| SCOP2 | 1 ppi / Rozsah / 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 | ||||||||
| Pfam klan | CL0369 | ||||||||
| InterPro | IPR006048 | ||||||||
| SCOP2 | 1 ppi / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Alfa-amyláza, (α-amyláza) je enzym ES 3.2.1.1 že hydrolyzuje alfa vazby velkých, alfa vázaných polysacharidy, jako škrob a glykogen, poddajný glukóza a sladový cukr.[2] Je to hlavní forma amyláza nalezené u lidí a jiných savců.[3] Je také přítomen v semenech obsahujících škrob jako potravní rezervu a je vylučován mnoha houbami. Je členem rodina glykosid hydrolázy 13.
Ve fyziologii člověka
Ačkoli se amyláza vyskytuje v mnoha tkáních, je nejvýznamnější v pankreatická šťáva a sliny, z nichž každý má svůj vlastní izoforma lidské a-amylázy. Chovají se jinak izoelektrické zaostřování, a lze je také oddělit při testování pomocí specific monoklonální protilátky. U lidí všechny izoformy amylázy odkazují na chromozom 1p 21 (viz AMY1A ).
Slinná amyláza (ptyalin)
Amyláza se nachází ve slinách a láme se škrob do sladový cukr a dextrin. Tato forma amylázy se také nazývá „ptyalin“ /ˈtaɪ.lɪn/, který byl pojmenován švédským chemikem Jöns Jacob Berzelius. Název je odvozen z řeckého slova πτυω (plivám), protože látka byla získána ze slin.[4] Rozdělí velké nerozpustné molekuly škrobu na rozpustné škroby (amylodextrin, erythrodextrin, a achrodextrin ) produkující postupně menší škroby a nakonec sladový cukr. Ptyalin působí na lineární α (1,4) glykosidové vazby, ale složené hydrolýza vyžaduje enzym, který působí na rozvětvené produkty. Slinná amyláza je inaktivována v žaludek podle žaludeční kyselina. 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.[5] 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.[6]
Optimální podmínky pro ptyalin
- Optimální pH – 7.0[7]
- Teplota lidského těla[Citace je zapotřebí ]
- Přítomnost jisté anionty a aktivátory:
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.[8] 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 kolegové spekulovali, že zvýšený počet kopií genu pro slinné amylázy může mít za následek lepší přežití shodné s přechodem na škrobovou stravu během lidské evoluce.
Pankreatická amyláza
Pankreatická α-amyláza náhodně štěpí a (1-4) glykosidové vazby z amylóza poddat se dextrin, sladový cukr nebo maltotrióza. Přijímá mechanismus dvojitého posunutí se zadržením anomerní konfigurace. U lidí se slinná amyláza vyvinula z její kopie.[8]
V patologii
Test na amylázu se provádí snáze než test na lipáza, což z něj činí primární test používaný k detekci a monitorování pankreatitida. Lékařské laboratoře obvykle měří buď pankreatickou amylázu, nebo celkovou amylázu. Pokud se měří pouze pankreatická amyláza, zvýšení nebude zaznamenáno u příušnice nebo jiné trauma slinných žláz.
Kvůli malému množství je však při vzorkování rozhodující načasování krev pro toto měření. Krev by měla být odebrána brzy po záchvatu bolesti pankreatitidy, jinak tomu tak je vylučován rychle ledviny.
Slinná α-amyláza byla použita jako a biomarker pro stres[9][10] a jako náhradní značka sympatický nervový systém (SNS) aktivita[11] to nevyžaduje odběr krve.
Výklad
Zvýšené plazmatické hladiny u lidí lze nalézt v:
- Slinné trauma (včetně anestetikum intubace )
- Příušnice - kvůli zánět z slinné žlázy
- Pankreatitida - z důvodu poškození buněk produkujících amylázu
- Selhání ledvin - kvůli sníženému vylučování
Celkové hodnoty amylázy přesahující 10násobek horní hranice normálu (ULN) naznačují pankreatitidu. Může to indikovat pětkrát až desetkrát ULN ileus nebo duodenální onemocnění nebo selhání ledvin a nižší nadmořské výšky se běžně vyskytují u onemocnění slinných žláz.
Geny
V obilí
Aktivita α-amylázy v zrnu se měří například pomocí Hagberg – Perten Klesající číslo, test k posouzení poškození klíčků,[12] nebo Phadebas metoda.
Průmyslové použití
α-amyláza se používá při výrobě ethanolu k štěpení škrobů v zrnech na fermentovatelné cukry.
První krok ve výrobě kukuřičný sirup s vysokým obsahem fruktózy je léčba kukuřičný škrob s α-amylázou, produkující kratší řetězce cukrů oligosacharidy.
Α-amyláza zvaná „Termamyl“ pochází z Bacillus licheniformis, se také používá v některých pracích prostředcích, zejména v prostředcích na mytí nádobí a odstraňování škrobu.[13]
Vidět amyláza pro více použití rodiny amyláz obecně.
Potenciál pro lékařské použití
a-amyláza vykazovala účinnost při degradaci polymikrobiálních bakterií biofilmy hydrolyzací a (1-4) glykosidové vazby v rámci strukturních matricových exopolysacharidů z extracelulární polymerní látka (EPS).[14][15]
Inhibice pufru
The tris molekula údajně inhibuje řadu bakteriálních α-amyláz,[16][17] proto by se neměly používat v tris bufferu.
odhodlání
Pro stanovení aktivity α-amylázy je k dispozici několik metod a různá průmyslová odvětví se spoléhají na různé metody. Zkouška na přítomnost jodu škrobu, vývoj jodový test, je založen na změně barvy, protože α-amyláza degraduje škrob a je běžně používána v mnoha aplikacích. Podobným, ale průmyslově vyráběným testem je Phadebas amylázový test, který se používá jako kvalitativní a kvantitativní test v mnoha průmyslových odvětvích, jako jsou detergenty, různé mouky, obiloviny a sladové potraviny a forenzní biologie.
Architektura domény
α-amylázy obsahují řadu odlišných proteinových domén. The katalytické doména má struktura skládající se z osmivláknového hlavně alfa / beta, které obsahuje aktivní místo, přerušené ~ 70-aminokyselina doména vázající vápník vyčnívající mezi beta řetězec 3 a alfa šroubovice 3 a řecký klíč s karboxylovou koncovkou beta-barel doména.[18] Několik alfa-amyláz obsahuje doménu beta-listu, obvykle na C konci. Tato doména je organizována jako pětivláknový antiparalelní beta-list.[19][20] Několik alfa-amyláz obsahuje doménu all-beta, obvykle na C konci.[21]
Viz také
Reference
- ^ Ramasubbu N, Paloth V, Luo Y, Brayer GD, Levine MJ (květen 1996). „Struktura lidské slinné alfa-amylázy při rozlišení 1,6 A: důsledky pro její roli v ústní dutině“. Acta Crystallographica D. 52 (Pt 3): 435–46. doi:10.1107 / S0907444995014119. PMID 15299664.
- ^ Pugh MB, vyd. (2000). Stedmanův lékařský slovník (27. vydání). Baltimore, Maryland, USA: Lippincott Williams & Wilkins. p.65. ISBN 978-0-683-40007-6.
- ^ Voet, D. a Voet, J. G. (2005). Biochimie. (2e ed.). Bruxelles: De Boeck. 1583 stran
- ^ J. Berzelius (paní Esslingerová, trans.), Traité de Chimie (Paříž, Francie: Firmin Didot Frerès, 1833), sv. 7, strana 156.
- ^ Fried M, Abramson S, Meyer JH (říjen 1987). „Průchod slinné amylázy žaludkem u lidí“. Trávicí choroby a vědy. 32 (10): 1097–103. doi:10.1007 / bf01300195. PMID 3652896. S2CID 24845837.
- ^ Rosenblum JL, Irwin CL, Alpers DH (květen 1988). „Škrob a glukózové oligosacharidy chrání aktivitu amylázy slinného typu při kyselém pH“. Americký žurnál fyziologie. 254 (5 Pt 1): G775–80. doi:10.1152 / ajpgi.1988.254.5.G775. PMID 2452576.
- ^ "Amylase, Alpha - Worthington Enzyme Manual". www.worthington-biochem.com. Archivováno z původního dne 14. října 2016.
- ^ A b 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 (říjen 2007). „Dieta a vývoj variace počtu kopií genu lidské amylázy“. Genetika přírody. 39 (10): 1256–60. doi:10.1038 / ng2123. PMC 2377015. PMID 17828263.
- ^ Noto Y, Sato T, Kudo M, Kurata K, Hirota K (prosinec 2005). „Vztah mezi slinnými biomarkery a stavovým znakem úzkosti při stavu duševní aritmetiky: pilotní studie“. Anestezie a analgezie. 101 (6): 1873–6. doi:10.1213 / 01.ANE.0000184196.60838.8D. PMID 16301277. S2CID 22252878.
- ^ Granger DA, Kivlighan KT, el-Sheikh M, Gordis EB, Stroud LR (březen 2007). „Slinná alfa-amyláza v biobehaviorálním výzkumu: nejnovější vývoj a aplikace“. Annals of the New York Academy of Sciences. 1098: 122–44. doi:10.1196 / annals.1384.008. PMID 17332070.
- ^ Nater UM, Rohleder N (květen 2009). „Slinná alfa-amyláza jako neinvazivní biomarker pro sympatický nervový systém: současný stav výzkumu“. Psychoneuroendokrinologie. 34 (4): 486–96. doi:10.1016 / j.psyneuen.2009.01.014. PMID 19249160. S2CID 7564969.
- ^ „Klesající číslo - úvod“. Perten Instruments. 2005. Archivovány od originál dne 9. září 2009. Citováno 21. listopadu 2009.
- ^ „Použití enzymů v detergentech“. Fakulta inženýrství, vědy a zastavěného prostředí, London South Bank University. 20. prosince 2004. Archivovány od originál dne 20. října 2009. Citováno 21. listopadu 2009.
- ^ Fleming D, Rumbaugh KP (duben 2017). „Přístupy k dispergaci lékařských biofilmů“. Mikroorganismy. 5 (2): 15. doi:10,3390 / mikroorganismy5020015. PMC 5488086. PMID 28368320.
- ^ Fleming D, Chahin L, Rumbaugh K (únor 2017). „Glykosidové hydrolázy degradují polymikrobiální bakteriální biofilmy v ranách“. Antimikrobiální látky a chemoterapie. 61 (2): AAC.01998–16. doi:10.1128 / AAC.01998-16. PMC 5278739. PMID 27872074.
- ^ Ghalanbor Z, Ghaemi N, Marashi SA, Amanlou M, Habibi-Rezaei M, Khajeh K, Ranjbar B (2008). „Vazba Tris na alfa-amylázu Bacillus licheniformis může ovlivnit její aktivitu hydrolýzy škrobu“. Proteinové a peptidové dopisy. 15 (2): 212–4. doi:10.2174/092986608783489616. PMID 18289113.
- ^ Aghajari N, Feller G, Gerday C, Haser R (březen 1998). „Krystalové struktury psychrofilní alfa-amylázy z Alteromonas haloplanctis v původní formě a komplexované s inhibitorem“. Věda o bílkovinách. 7 (3): 564–72. doi:10.1002 / pro.5560070304. PMC 2143949. PMID 9541387.
- ^ Abe A, Yoshida H, Tonozuka T, Sakano Y, Kamitori S (prosinec 2005). „Komplexy Thermoactinomyces vulgaris R-47 alfa-amylázy 1 a pullulanové modelové oligosacharidy poskytují nový pohled na mechanismus rozpoznávání substrátů s alfa- (1,6) glykosidovými vazbami.“ FEBS Journal. 272 (23): 6145–53. doi:10.1111 / j.1742-4658.2005.05013.x. PMID 16302977. S2CID 41008169.
- ^ Kadziola A, Søgaard M, Svensson B, Haser R (duben 1998). „Molekulární struktura komplexu inhibitoru alfa-amylázy ječmene: důsledky pro vazbu škrobu a katalýzu“. Journal of Molecular Biology. 278 (1): 205–17. doi:10.1006 / jmbi.1998.1683. PMID 9571044.
- ^ Kadziola A, Abe J, Svensson B, Haser R (květen 1994). "Krystal a molekulární struktura ječmene alfa-amylázy". Journal of Molecular Biology. 239 (1): 104–21. doi:10.1006 / jmbi.1994.1354. PMID 8196040.
- ^ Machius M, Wiegand G, Huber R (březen 1995). „Krystalová struktura alfa-amylázy Bacillus licheniformis ochuzené o vápník při rozlišení 2,2 A“. Journal of Molecular Biology. 246 (4): 545–59. doi:10.1006 / jmbi.1994.0106. PMID 7877175.
externí odkazy
- Alfa-amylázový protein
- alfa-amyláza v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
