آمیلازها
آنزیم هایی از گروه
گلیکوزید هیدرولاز هستند که باعث تجزیه زنجیره های
کربوهیدراتها مانند
نشاسته می شوند.
آلفا امیلازگلیکوزید هیدرولازآمیلاز در بدن انسان در
بزاق، آنزیمهای لوزالمعده و روده باریک یافت می شود. این آنزیم باعث تجزیه زنجیره های پلی ساکارید مانند نشاسته به اجزای کوچکتر و دی ساکاریدهایی مانند
مالتوز می شود و نقش مهمی در هضم کربوهیدراتها دارد. سایر بافتها نیز تا حدودی فعالیت آمیلازی دارند مثل:تخمدانها، روده باریک و بزرگ و عضلات مخطط.
آلفا آمیلاز موجود در
بزاق کمی از نشاسته را تبدیل می کند چون مدت توقف غذادر دهان ناچیز است ولی قسمت عمده فعالیت این آنزیم مربوط به آمیلاز پانکراس است. آمیلاز به طورطبیعی از سلول های آسینار پانکراس به مجرای پانکراس و سپس دوازدهه ترشح می گردد و در روده به تجزیه نشاسته کمک می کند.
آمیلازها ساختاری پروتئینی دارند و به سه زیرگروه
آلفا آمیلاز (α-Amylase)، بتا آمیلاز (β-Amylase) و گاما آمیلاز (γ-Amylase) تقسیم بندی می شوند.
آلفا امیلاز (α-Amylase)ها گروهی از آمیلازها هستند که باعث تجزیه زنجیره های کربوهیدرات مانند نشاسته می شوند. عمل هیدرولیز آن ها مرتب نبوده و در قسمت های مختلف زنجیره اثر می کنند.
آلفا امیلاز یک متالوآنزیم است که حداقل دارای یک یون ca۲+ می باشد و بدون حضور کلسیم نمی تواند فعالیت کند. تعداد یون ca۲+ از یک تا ده متفاوت است.
آلفا آمیلاز یک آنزیم القاپذیر است که معمولاً در حضور نشاسته و محصولات هیدرولیزی نشاسته مانند مالتوز القا می شود. آلفا آمیلاز همانند سایر آنزیم های القاپذیر در حضور گلوکز و سایر قندها تحت تأثیر مهار کاتابولیک قرار می گیرد. آلفا آمیلاز در جانوران، گیاهان و میکروارگانیسم ها وجود دارد.
آلفا امیلاز زنجیره کربوهیدراتی نشاسته را در مکان های تصادفی هیدرولیز کرده و تولید الیگوساکاریدهای کوتاه، مالتوز و گلوکز می کند. واکنش به وسیلهٔ افزایش میزان قندهای احیا یا کاهش رنگ آبی و تولید رنگ زرد قهوه ای در کمپلکس ید و نشاسته پایش می شود. براساس سیستم طبقه بندی که براساس شباهت توالی آمینو اسیدی می باشد اکثر آنزیم های تجزیه کننده نشاسته از جمله آلفا امیلازها در خانواده ۱۳ Glycosyl hydrolases قرار می گیرند. مکانیسم فعالیت آلفا امیلازها از نوع α- retaining (مکانیسم جایگزینی دوگانه) می باشد که آرایش فضایی کربن آنومری بعد از فعالیت آنزیم تغییر نمی کند و به شکل آلفا باقی می ماند. آلفا امیلازها دارای چهار ناحیه حفاظت شده در توالی اولیهٔ خود می باشند، برخی از این نواحی حفاظت شده مربوط به جایگاه فعالند و برخی در پایداری ساختار سوم حفاظت شده نقش دارند. آلفا امیلازها دارای یک ساختار)β/α)۸یا TIM barrel (لولهβ/α) می باشند. یک سری قوس های β-α-β طوری آرایش می یابند که نتیجه آن ایجاد یک ساختمان لوله ای پایدار می باشد، این موتیف را لولهβ/α می نامند.
آلفا امیلاز مورد استفاده در صنعت منشأ قارچی و باکتریایی دارد. گونه های مختلف جنس Bacillus و آکتینومیست هایی که در مقابل دما پایدارند مثل Thermomonospora و Thermoactinomyces برای تولید آلفا امیلاز مناسبند. دو روش عمده برای تولید آمیلازها در سطح تجاری submerged fermentation (SmF)و solid state fermentation (SSF) می باشد. روش SSF دارای مزایایی نسبت به روش SmFمی باشد مانند: میزان تولید بیشتر در یک دوره زمانی، گردش بهتر اکسیژن در این سیستم، حجم تولید بالا، نیاز داشتن به تجهیزات ساده تر. اخیراً آلفا آمیلازی از Bacillus sp. KR ۸۱۰۴ استخراج شده است که برای فعالیت وابسته به کلسیم نیست که در فرآوری نشاسته یک مزیت است.
۱-N. S. Reddy*، Annapoorna Nimmagadda and K. R. S. Sambasiva Rao.(2003) An overview of the microbial α-amylase family. African Journal of Biotechnology Vol. ۲ (۱۲)، pp. ۶۴۵–۶۴۸، دسامبر ۲۰۰۳
۲-Rani Gupta *،۱، Paresh Gigras، Harapriya Mohapatra، Vineet Kumar Goswami،
Bhavna Chauhan.(2003)Microbial a-amylases: a biotechnological perspective.Process Biochemistry ۳۸ (۲۰۰۳) ۱۵۹۹/۱۶۱۶.