อัลฟาอะไมเลสคืออะไร?

อัลฟาอะไมเลส
อะไมเลสทำน้ำลายของมนุษย์: แคลเซียมไอออนที่มองเห็นได้ในสีกากีซีดคลอไรด์อิออนเป็นสีเขียว PDB 1SMD
ตัวระบุ
หมายเลข EC	3.2.1.0
เลขที่ CAS	9000-90-2
ฐานข้อมูล
IntEnz	มุมมอง IntEnz
เบรนดา	รายการ BRENDA
ExPASy	มุมมอง NiceZyme
KEGG	รายการ KEGG
MetaCyc	วิถีการเผาผลาญ
PRIAM	ข้อมูลส่วนตัว
โครงสร้าง PDB	RCSB PDB PDBe PDBsum
ค้นหา PMC บทความ PubMed บทความ NCBI โปรตีน

โดเมนตัวเร่งปฏิกิริยา GH13
ไซโคลเดกซ์ทรินกลูคาโนทรานสเฟอเรส (ec2.4.1.19) (cgtase)
ตัวระบุ
สัญลักษณ์	อัลฟาอะไมเลส
Pfam	PF00128
ตระกูล Pfam	CL0058
อินเตอร์โปร	IPR006047
ขอบเขต 2	1ppi / ขอบเขต / SUPFAM
OPM Superfamily	117
โปรตีน OPM	1wza
CAZy	GH13
CDD	cd11338
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: Pfam โครงสร้าง / ECOD PDB RCSB PDB; พีดีบี; PDBj PDBsum สรุปโครงสร้าง

Alpha-amylase C-terminal beta-sheet โดเมน
โครงสร้างผลึกของข้าวบาร์เลย์ alpha-amylase isozyme 1 (amy1) d180a ที่ไม่ใช้งานกลายพันธุ์ในสารประกอบเชิงซ้อนที่มี maltoheptaose
ตัวระบุ
สัญลักษณ์	Alpha-amyl_C2
Pfam	PF07821
อินเตอร์โปร	IPR012850
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: Pfam โครงสร้าง / ECOD PDB RCSB PDB; พีดีบี; PDBj PDBsum สรุปโครงสร้าง

อัลฟาอะไมเลสโดเมน C-terminal all-beta
มอลโตทริโอสคอมเพล็กซ์ของไซโคลเดกซ์ทรินไกลโคซิลทรานสเฟอเรสที่กลายพันธุ์
ตัวระบุ
สัญลักษณ์	อัลฟาอะไมเลส _
Pfam	PF02806
ตระกูล Pfam	CL0369
อินเตอร์โปร	IPR006048
ขอบเขต 2	1ppi / ขอบเขต / SUPFAM
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: Pfam โครงสร้าง / ECOD PDB RCSB PDB; พีดีบี; PDBj PDBsum สรุปโครงสร้าง

อัลฟาอะไมเลส, (α-อะไมเลส) เป็นเอนไซม์ EC 3.2.1.1 ที่ไฮโดรไลส์พันธะอัลฟาของโพลีแซ็กคาไรด์ขนาดใหญ่ที่เชื่อมโยงกับอัลฟาเช่นแป้งและไกลโคเจนทำให้เกิดสายโซ่ที่สั้นกว่าเดกซ์ทรินและมอลโตส เป็นรูปแบบหลักของอะไมเลสที่พบในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีอยู่ในเมล็ดพืชที่มีแป้งเป็นอาหารสำรองและมีเชื้อราหลายชนิดหลั่งออกมา เป็นสมาชิกของตระกูลไกลโคไซด์ไฮโดรเลส 13.

ในชีววิทยาของมนุษย์

แม้ว่าจะพบในเนื้อเยื่อหลายชนิด แต่อะไมเลสมีความโดดเด่นที่สุดในน้ำตับอ่อนและน้ำลายซึ่งแต่ละชนิดมีไอโซฟอร์มของα-amylase ของมนุษย์ พวกมันทำงานแตกต่างกันในการโฟกัสแบบไอโซอิเล็กทริกและยังสามารถแยกออกได้ในการทดสอบโดยใช้โมโนโคลนอลแอนติบอดีที่เฉพาะเจาะจง ในมนุษย์ไอโซฟอร์มอะไมเลสทั้งหมดเชื่อมโยงกับโครโมโซม 1p21 (ดู AMY1A)

อะไมเลสทำน้ำลาย (ptyalin)

อะไมเลสพบในน้ำลายและแบ่งแป้งเป็นมอลโตสและเดกซ์ทริน อะไมเลสรูปแบบนี้เรียกอีกอย่างว่า “ptyalin” /ˈtกəlɪn/ซึ่งได้รับการตั้งชื่อโดยJöns Jacob Berzelius นักเคมีชาวสวีเดน ชื่อนี้มาจากภาษากรีกคำว่าπτυω (I spit) เนื่องจากสารได้มาจากน้ำลาย มันจะแตกโมเลกุลของแป้งขนาดใหญ่ที่ไม่ละลายน้ำให้กลายเป็นแป้งที่ละลายน้ำได้ (อะไมโลเดกซ์ทริน, erythrodextrin และ achrodextrin) ทำให้ได้แป้งที่มีขนาดเล็กลงอย่างต่อเนื่องและในที่สุดก็เป็นมอลโตส Ptyalin ทำหน้าที่เชื่อมโยง glycosidic α (1,4) เชิงเส้น แต่การไฮโดรไลซิสแบบผสมต้องใช้เอนไซม์ที่ทำหน้าที่ในผลิตภัณฑ์ที่แตกแขนง อะไมเลสทำน้ำลายถูกปิดการใช้งานในกระเพาะอาหารโดยกรดในกระเพาะอาหาร ในน้ำย่อยที่ปรับเป็น pH 3.3 ptyalin จะถูกปิดใช้งานโดยสิ้นเชิงใน 20 นาทีที่อุณหภูมิ 37 ° C ในทางตรงกันข้ามกิจกรรมของอะไมเลส 50% ยังคงอยู่หลังจาก 150 นาทีของการสัมผัสกับน้ำย่อยที่ pH 4.3 ทั้งแป้งสารตั้งต้นสำหรับ ptyalin และผลิตภัณฑ์ (กลุ่มกลูโคสสั้น ๆ ) สามารถป้องกันได้บางส่วนจากการยับยั้งโดยกรดในกระเพาะอาหาร Ptyalin ถูกเพิ่มเข้าไปในบัฟเฟอร์ที่ pH 3.0 ผ่านการปิดการใช้งานอย่างสมบูรณ์ใน 120 นาที อย่างไรก็ตามการเติมแป้งในระดับ 0.1% ส่งผลให้มีกิจกรรมที่เหลืออยู่ 10% และการเติมแป้งที่คล้ายกันเป็นระดับ 1.0% ส่งผลให้มีกิจกรรมประมาณ 40% ที่เหลืออยู่ที่ 120 นาที

เงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับ ptyalin

pH ที่เหมาะสม – 7.0

อุณหภูมิร่างกายของมนุษย์

การปรากฏตัวของแอนไอออนและตัวกระตุ้นบางอย่าง:

คลอไรด์และโบรไมด์ – มีประสิทธิภาพสูงสุด

ไอโอไดด์ – มีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ซัลเฟตและฟอสเฟต – มีประสิทธิภาพน้อยที่สุด

การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในอะไมเลสทำน้ำลายของมนุษย์

ยีนอะไมเลสทำน้ำลายได้รับการทำสำเนาระหว่างวิวัฒนาการและการศึกษาการผสมดีเอ็นเอบ่งชี้ว่าบุคคลจำนวนมากมียีนซ้ำหลายครั้ง จำนวนสำเนาของยีนมีความสัมพันธ์กับระดับของอะไมเลสที่ทำน้ำลายซึ่งวัดได้จากการทดสอบก้อนโปรตีนโดยใช้แอนติบอดีต่ออะไมเลสของมนุษย์ หมายเลขสำเนายีนมีความสัมพันธ์กับการได้รับวิวัฒนาการอย่างชัดเจนต่ออาหารที่มีแป้งสูง ตัวอย่างเช่นคนญี่ปุ่นมียีนอะไมเลส 14 สำเนา (อัลลีล 1 ชุดมี 10 ชุดและอัลลีลที่สองมีสำเนา 4 ชุด) อาหารญี่ปุ่นมักมีแป้งข้าวจำนวนมาก ในทางตรงกันข้าม Biaka แต่ละคนมีสำเนาหกชุด (สามชุดสำหรับแต่ละอัลลีล) Biaka เป็นนักล่าสัตว์ป่าดงดิบที่เคยบริโภคอาหารที่มีแป้งต่ำ เพอร์รีและเพื่อนร่วมงานคาดการณ์ว่าจำนวนสำเนาที่เพิ่มขึ้นของยีนอะไมเลสที่ทำน้ำลายอาจช่วยเพิ่มการอยู่รอดได้โดยบังเอิญเมื่อเปลี่ยนไปรับประทานอาหารจำพวกแป้งในช่วงวิวัฒนาการของมนุษย์

อะไมเลสตับอ่อน

ตับอ่อนα-amylase สุ่มแยกการเชื่อมโยงไกลโคซิดิกα (1-4) ของอะไมโลสเพื่อให้ได้เดกซ์ทรินมอลโตสหรือมอลโตทริโอส ใช้กลไกการกระจัดสองครั้งพร้อมการเก็บรักษาการกำหนดค่าที่ผิดปกติ ในมนุษย์อะไมเลสทำน้ำลายวิวัฒนาการมาจากสำเนาของมัน

ในพยาธิวิทยา

การทดสอบอะไมเลสทำได้ง่ายกว่าสำหรับไลเปสทำให้เป็นการทดสอบหลักที่ใช้ในการตรวจหาและตรวจสอบตับอ่อนอักเสบ ห้องปฏิบัติการทางการแพทย์มักจะตรวจวัดอะไมเลสในตับอ่อนหรืออะไมเลสทั้งหมด หากวัดเฉพาะอะไมเลสในตับอ่อนจะไม่พบการเพิ่มขึ้นของคางทูมหรือการบาดเจ็บที่ต่อมน้ำลายอื่น ๆ

อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีจำนวนน้อยเวลาจึงมีความสำคัญในการสุ่มตัวอย่างเลือดสำหรับการวัดนี้ ควรถ่ายเลือดทันทีหลังจากมีอาการปวดตับอ่อนอักเสบมิฉะนั้นจะถูกขับออกทางไตอย่างรวดเร็ว

α-amylase ทำน้ำลายถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับความเครียดและเป็นเครื่องหมายตัวแทนของกิจกรรมระบบประสาทซิมพาเทติก (SNS) ที่ไม่ต้องเจาะเลือด

การตีความ

ระดับพลาสมาที่เพิ่มขึ้นในมนุษย์พบได้ใน:

• การบาดเจ็บที่น้ำลาย (รวมถึงการใส่ท่อช่วยหายใจ)
• คางทูม – เนื่องจากการอักเสบของต่อมน้ำลาย
• ตับอ่อนอักเสบ – เนื่องจากความเสียหายต่อเซลล์ที่ผลิตอะไมเลส
• ไตวาย – เนื่องจากการขับถ่ายลดลง

การอ่านค่าอะไมเลสทั้งหมดมากกว่า 10 เท่าของขีด จำกัด บนของค่าปกติ (ULN) เป็นการชี้นำของตับอ่อนอักเสบ ULN ห้าถึง 10 เท่าอาจบ่งบอกถึงโรค ileus หรือ duodenal หรือไตวายและมักพบระดับความสูงที่ต่ำกว่าในโรคต่อมน้ำลาย

ยีน

• น้ำลายไหล – AMY1A, AMY1B, AMY1C
• ตับอ่อน – AMY2A, AMY2B

ในเมล็ดข้าว

กิจกรรมของα-Amylase ในเมล็ดข้าวถูกวัดโดยตัวอย่างเช่น Hagberg – Perten Falling Number การทดสอบเพื่อประเมินความเสียหายของการแตกหน่อหรือวิธี Phadebas เกิดขึ้นในข้าวสาลี

ใช้ในอุตสาหกรรม

α-Amylase ใช้ในการผลิตเอทานอลเพื่อสลายแป้งในธัญพืชให้เป็นน้ำตาลที่หมักได้

ขั้นตอนแรกในการผลิตน้ำเชื่อมข้าวโพดฟรุกโตสสูงคือการบำบัดแป้งข้าวโพดด้วยα-amylase ซึ่งจะทำให้น้ำตาลโอลิโกแซ็กคาไรด์โซ่สั้นลง

α-amylase เรียกว่า“ Termamyl” มีที่มาจาก บาซิลลัสไลเคนนิฟอร์มนอกจากนี้ยังใช้ในผงซักฟอกบางชนิดโดยเฉพาะน้ำยาล้างจานและผงซักฟอกขจัดแป้ง

ดูอะไมเลสสำหรับการใช้งานเพิ่มเติมของตระกูลอะไมเลสโดยทั่วไป

ศักยภาพในการใช้ทางการแพทย์

α-Amylase แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการย่อยสลายฟิล์มชีวภาพของแบคทีเรียโพลีจุลชีพโดยการไฮโดรไลซิสการเชื่อมโยงไกลโคซิดิกα (1-4) ภายในโครงสร้างเมทริกซ์เอ็กโซโพลีแซ็กคาไรด์ของสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ (EPS)

การยับยั้งบัฟเฟอร์

มีรายงานว่าโมเลกุลของ tris สามารถยับยั้งα-amylases ของแบคทีเรียจำนวนหนึ่งได้ดังนั้นจึงไม่ควรใช้ในทริสบัฟเฟอร์

การกำหนด

มีหลายวิธีในการตรวจหากิจกรรมของα-amylase และอุตสาหกรรมต่างๆมักจะพึ่งพาวิธีการที่แตกต่างกัน การทดสอบไอโอดีนของแป้งซึ่งเป็นการพัฒนาของการทดสอบไอโอดีนขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนสีเนื่องจากα-amylase ย่อยสลายแป้งและมักใช้ในหลาย ๆ งาน การทดสอบที่คล้ายกัน แต่ผลิตในอุตสาหกรรมคือการทดสอบ Phadebas amylase ซึ่งใช้เป็นการทดสอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณในหลายอุตสาหกรรมเช่นผงซักฟอกแป้งต่างๆอาหารเม็ดและมอลต์และชีววิทยาทางนิติวิทยาศาสตร์

สถาปัตยกรรมโดเมน

α-Amylases มีโดเมนโปรตีนที่แตกต่างกันจำนวนมาก โดเมนตัวเร่งปฏิกิริยามีโครงสร้างประกอบด้วยถังอัลฟา / เบต้าแปดเกลียวที่มีไซต์ที่ใช้งานอยู่ถูกขัดจังหวะด้วยโดเมนที่จับกับแคลเซียมของกรดอะมิโน 70 ที่ยื่นออกมาระหว่างเกลียวเบต้า 3 และอัลฟาเฮลิกซ์ 3 และคาร์บอกซิลเทอร์มินัลกรีก โดเมนเบต้าบาร์เรลที่สำคัญ อัลฟา – อะไมเลสหลายตัวมีโดเมนแผ่นเบต้าซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ปลายทาง C โดเมนนี้ได้รับการจัดระเบียบเป็น beta-sheet antiparallel แบบห้าเส้น อัลฟา – อะไมเลสหลายตัวมีโดเมน all-beta โดยปกติจะอยู่ที่ C terminus