아밀라아제 는 탄수화물에 존재하는 포도당 분자 (예 : 전분 및 기타 관련 물질) 사이의 글리코 시드 결합의 가수 분해를 담당하는 중요한 효소 그룹을 식별하는 데 사용되는 용어로, 많은 생물체의 식단에서 섭취됩니다.
이러한 종류의 효소는 박테리아, 곰팡이, 동식물에 의해 생성되며 기본적으로 동일한 반응을 촉매하고 주로 에너지 대사와 관련된 다양한 기능을 가지고 있습니다.
동물 기원의 알파 아밀라제의 그래픽 표현 (출처 : Jawahar Swaminathan 및 유럽 생물 정보학 연구소의 MSD 직원, Wikimedia Commons 경유)
글리코 시드 결합의 가수 분해 반응 산물은 각 유형의 아밀로 분해 효소에 대한 특징으로 간주 될 수 있으므로 이는 종종 분류에 중요한 매개 변수입니다.
현재 이러한 유형의 효소는 식품, 종이, 직물, 설탕 등의 산업적 생산에서 큰 생명 공학적 중요성을 가지고 있기 때문에 인간 중심적으로 말하면 이러한 효소의 중요성은 생리학적일뿐만 아니라
"아밀라제"라는 용어는 전분을 의미하는 그리스어 "아밀 론"에서 파생되었으며 1833 년 전분에 대한이 효소의 가수 분해 반응을 연구 한 과학자 Payen과 Persoz에 의해 만들어졌습니다.
형질
일부 아밀라제는 사량 체처럼 행동하는 고구마 β- 아밀라아제와 같이 본질적으로 다량 체입니다. 그러나 아밀라제 단량체의 대략적인 분자량은 50kDa 범위입니다.
일반적으로 식물 및 동물 효소는 비교적 "일반적인"아미노산 조성을 가지며 pH 5.5에서 8 단위 사이에서 최적의 활성을 갖습니다 (동물 아밀라제는보다 중성 pH에서 더 활동적임).
아밀라제는 많은 다당류의 글리코 시드 결합을 가수 분해 할 수있는 효소로 일반적으로 이당류를 생성하지만 셀룰로오스와 같은 복합체를 가수 분해 할 수는 없습니다.
기판 특성
아밀라제가 자연, 특히 탄수화물 소화에서 그토록 중요한 이유는 원천 역할을하는 "고등"채소의 조직에 자연 기질 (전분)이 어디에나 존재하기 때문입니다. 다양한 종류의 동물과 미생물을위한 식품.
이 다당류는 차례로 아밀로스 (불용성)와 아밀로펙틴 (용해성)으로 알려진 두 개의 거대 분자 복합체로 구성됩니다. 아밀로스 모이어 티는 α-1,4 결합에 의해 연결된 포도당 잔기의 선형 사슬로 구성되며 α- 아밀라제에 의해 분해됩니다.
아밀로펙틴은 고 분자량 화합물로 α-1,4 결합으로 연결된 포도당 잔기의 분지 사슬로 구성되며, 그 분지는 α-1,6 결합으로지지됩니다.
분류
아밀라아제 효소는 엔도 아밀라아제 또는 엑소 아밀라아제로 글리코 시드 결합을 끊을 수있는 부위에 따라 분류됩니다. 전자는 탄수화물의 내부 영역에서 결합을 가수 분해하는 반면 후자는 다당류의 말단에있는 잔류 물의 가수 분해만을 촉매 할 수 있습니다.
또한 전통적인 분류는 반응 생성물의 입체 화학과 관련이 있으므로 효소 활성을 갖는 이러한 단백질은 α- 아밀라제, β- 아밀라제 또는 γ- 아밀라제로 분류됩니다.
-α- 아밀라제 (α-1,4- 글루칸 4- 글루칸 가수 분해 효소)는 선형 구조 기질의 내부 결합에 작용하는 엔도 아밀라제이며, 그 생성물은 α 배열을 가지며 올리고당의 혼합물입니다.
-β- 아밀라제 (α-1,4- 글루칸 말토 가수 분해 효소)는 전분과 같은 다당류의 비 환원 말단에서 결합에 작용하는 식물 엑소 아밀라제이며 가수 분해 산물은 β- 말토오스의 잔류 물입니다.
-마지막으로, γ- 아밀라제는 글루코 아밀라제 (α-1,4- 글루칸 글루코 가수 분해 효소)라고도 불리는 세 번째 종류의 아밀라제로, β- 아밀라제와 같이 비 환원 말단에서 간단한 포도당 단위를 제거 할 수있는 엑소 아밀라제입니다. 다당류와 그 구성을 뒤집습니다.
후자의 효소는 α-1,4 및 α, 1-6 결합을 모두 가수 분해하여 전분과 같은 기질을 D- 포도당으로 전환 할 수 있습니다. 동물에서는 주로 간 조직에서 발견됩니다.
현재 순위
효소와 그 기질 및 제품 모두에 대한 새로운 생화학 적 분석 기술의 출현으로 특정 저자는 아밀라아제 효소의 종류가 최소한 6 가지라고 결정했습니다.
α-1,4 글루코 시드 결합을 가수 분해하고 α-1,6 결합을 "우회"(우회) 할 수있는 1- 엔도 아밀라제. 이 그룹의 예는 α- 아밀라제입니다.
α-1,4를 가수 분해 할 수있는 2-Exoamylases는 주요 생성물이 말토오스 잔기이고 α-1,6 결합은 "건너 뛸"수 없습니다. 그룹의 예는 β- 아밀라제입니다.
α-1,4 및 α-1,6 결합을 가수 분해 할 수있는 3- 엑소 아밀라제, 예를 들어 아밀로 글루코시다 제 (글루코 아밀라제) 및 기타 엑소 아밀라제.
α-1,6 글루코 시드 결합 만 가수 분해하는 4- 아밀라제. 이 그룹에는 "탈 분지"효소와 풀라나 제라고 알려진 다른 효소가 있습니다.
α- 글루코시다 아제와 같은 5- 아밀라아제는 아밀로스 또는 아밀로펙틴과 같은 기질에서 다른 효소의 작용에 의해 생성 된 짧은 올리고당의 α-1,4 결합을 우선적으로 가수 분해합니다.
전분을 일부 박테리아 아밀라제와 같은 시클로 덱스트린으로 알려진 D- 글루코 시드 잔기의 비 환원 고리 중합체로 가수 분해하는 6- 효소.
풍모
자연적 또는 생리적 관점에서뿐만 아니라 인간과 직접적으로 관련된 상업적 및 산업적 관점에서도 아밀라아제 활성을 갖는 효소에 할당되는 기능은 많습니다.
동물에서
동물의 아밀라제는 본질적으로 타액, 간 및 췌장에 존재하며, 여기에서식이 (동물 기원 (글리코겐) 또는 야채 (전분))에서 소비되는 다양한 다당류의 분해를 매개합니다.
타액에 존재하는 α- 아밀라아제는 타액선의 단백질 생산의 40 % 이상을 구성하기 때문에 타액선의 생리적 상태를 나타내는 지표로 사용됩니다.
구강 구획에서이 효소는 전분의 "사전 소화"를 담당하여 말토오스, 말 토트 리오스 및 덱스트린 잔류 물을 생성합니다.
식물에서
식물에서 전분은 예비 다당류이며 아밀라아제 효소에 의해 매개되는 가수 분해는 많은 중요한 기능을합니다. 그중 우리는 다음을 강조 할 수 있습니다.
- 알류 론 층의 소화에 의한 곡물 종자의 발아.
- ATP 형태의 에너지 획득을위한 예비 물질의 분해.
미생물에서
많은 미생물은 아밀라제를 사용하여 다양한 다당류 공급원에서 탄소와 에너지를 얻습니다. 산업에서 이러한 미생물은 인간의 다양한 상업적 요구를 충족시키는 역할을하는 이러한 효소의 대규모 생산을 위해 이용됩니다.
산업용
업계에서 아밀라제는 맥아당, 고 과당 시럽, 올리고당 혼합물, 덱스트린 등 다양한 용도로 사용됩니다.
그들은 또한 양조 산업에서 전분을 에탄올로 직접 알코올 발효시키는 데 사용되며, 예를 들어 식물성 식품을 가공하는 동안 생성되는 폐수를 미생물 성장을위한 식품 공급원으로 사용하는 데 사용됩니다.
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