Amiláz

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ptialin, azaz nyálamiláz negyedleges szerkezete. A kalciumion sárgával, a kloridion zölddel jelölve.

Az amilázok a keményítő cukrokká bontását végző enzimcsalád, amelyek egyaránt megtalálhatók növényekben és állatokban. Az ember szervezetében a nyálban és a hasnyálmirigy váladékában fordul elő. Keményítő tartalmú élelmiszert elég sokáig rágva enyhén megédesedik az ember szájában, ami az enzim működésének a következménye. 1833-ban a francia Anselme Payen fedezte fel árpamalátában, és diasztáz nevet adta neki.[1] Ez volt az első enzim, amit felfedeztek. Ma már géntechnikával is készítenek α-amilázt.[2]

Osztályozásuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Mivel lebontja a poliszacharidokat, a glikozidázok közé sorolják, és mivel hidrolizál, a hidrolázok közé tartozik. Fehérjeszerkezetük alapján az amilázok a glikozil hidrolázok 13-as, 14-es és 15-ös osztályába tartoznak.[3]

α-amiláz[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A metalloproteinek közé tartozó enzimcsalád (EC 3.2.1.1), amelynek tagjai csak kalciumion jelenlétében működőképesek. A keményítő α(1-4)-glikozidkötéseit hasítják, a végtermék amilóz esetén maltotrióz és maltóz, amilopektin esetén dextrin, maltóz és glükóz. A keményítőlánc tetszőleges pontját képes megtámadni, ezért gyorsabban bont a csak láncvégen dolgozó enzimeknél. Az állatvilág alapvető emésztőenzime, de előfordul növényekben, gombákban (tömlősgombák, bazídiumos gombák) és baktériumokban (Bacillus) is. Működésének optimális pH tartománya 6.7-7.0.[4] Emberben öt izoformája van, amiből három a nyálamilázban, a többi a hasnyálmirigy-amilázban lelhető fel. Az előbbieket az AMY1A, AMY1B és AMY1C, az utóbbiakat az AMY2A és az AMY2B gének kódolják. A nyálamilázoknak külön nevük van, ptialinnak hívják őket.

β-amiláz negyedleges szerkezete.

β-amiláz[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Növényekben, gombákban és baktériumokban előforduló enzimcsalád (EC 3.2.1.2), amely keményítő, glikogén és hasonló poliszacharidok lebontását végzi el. A lánc nem-redukáló végétől számolva a második α(1-4)-glikozidkötést hasítja el, azaz egy maltóz-egységet vág le a keményítőről. Az eredetileg α-konfigurációjú kötés invertálódik, a lehasadó maltóz β-konfigurációjú lesz. Működésének optimális pH tartománya 4.0-5.0.[5] Gyümölcs érése során pont ez a folyamat zajlik, az enzim az elraktározott keményítőt maltózzá bontja, a gyümölcs megédesedik.

γ-amiláz[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez az enzimcsalád (EC 3.2.1.3) a lánc nem-redukáló végéről α-D-glükózt hasít le, amely a folyamat során β-D-glükózzá invertálódik, azaz a lehasadás itt is enantioszelektív, mint a β-amiláz esetében. Természetesen a közegre jellemző anomer egyensúlyi arány idővel beáll. Működésének optimális pH tartománya 3 körüli, ezzel ez a legsavasabb környezetre specializódott amiláz.

izoamilázok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ezek az enzimek a (EC 3.2.1.68) a glikogén, amilopektin és β-limit dextrinjeik α(1→6)-glikozidkötéseit hasogatják el, ezért oldalágtalanító enzimnek is nevezik. Maltóz a legkisebb egység, amit képes leválasztani. Baktériumokban, gombákban, növényekben, és állatokban egyaránt előfordul. Az ember szervezetében a hasnyálmirigy termeli.[6][7]

Növényekben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A gabonamagvakban és a gyümölcsökben az érési folyamat alatt amiláz képződik. Ez lebontja a keményítőt, így a gyümölcs édesebbé, a mag csíraképessé válik. Azért van rá szükség, mert így a vízoldhatatlan keményítőben tárolt szénhidrátok vízben oldódó mono- és diszacharidokká alakulnak. A csíranövény csak ebben a formában tudja hasznosítani, és tud új sejteket építeni.

Az emberi testben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az α-amiláz a nyálmirigyekben és a hasnyálmirigyben termelődik. A rák felismerését segíti a tüdőben és a petefészekben kimutatott amiláz. Az amiláz legnagyobb része a bélrendszerben marad, csak kevés jut be a véráramba. Lehetővé teszi a szénhidrátok megemésztését.

Működési optimumai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ahogy más enzimek, az amilázok is csak egy bizonyos pH-tartományban, 3,5 - 9 pH-n működnek. Az aktivitási optimum az amiláz eredetétől függ: a gombákból nyert amiláz optimuma 5,7 pH, az állati és a bakteriális amiláz optimuma a semleges vagy az enyhén lúgos tartományba esik.[8] Erősen savas közegben kicsapódnak, ezért a gyomorban nem működnek. Ugyanígy a gyümölcssavak is csökkentik aktivitását. A hőmérsékleti optimum 45 °C.[8]

Kórtünetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az amiláz megnövekedett aktivitása a vérben ezekre a betegségekre utalhat:

  • mumpsz, a nyálmirigyek vírusos gyulladása
  • akut hasnyálmirigy-gyulladás az amiláztermelő sejtek károsodása miatt
  • krónikus hasnyálmirigy-gyulladás
  • az epevezeték elzáródása
  • veseelégtelenség a kiválasztás hatékonyságának romlása miatt

Az amilázérték egyszerűen mérhető. A hasnyálmirigy-gyulladás fő tesztje volt, de a lipázaktivitás mérésével hátrányba szorult, azonban még mindig fontos mérőszám. A laborok vagy az összes amilázt, vagy a hasnyálmirigy-amilázt mérik. Az utóbbi esetben a nyálmirigyek megbetegedései azonban nem mutathatók ki.

Normálértékek emberben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az egészséges emberre jellemző értékek a mérés módja szerint:

  • Szérum
    • Alfa-amiláz, összesen 28–100 U/l
    • Alfa-amiláz, hasnyálmirigy 13–53 U/l
    • Alfa-amiláz, nyálmirigy < 47 U/l
    • Újszülött alfa-amiláza, összesen < 80 U/l
  • Vizelet (a mérés hőmérséklete 37 °C)
    • Spontán vizelet < 460 U/l
    • Gyűjtött vizelet < 270 U/l

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A sörgyártásban a gabonában eleve jelenlevő amilázt hasznosítják. A csírázást először serkentik, majd gátolják. Csíráztatásakor a hőmérsékletet és a pH-t a gabonában levő amiláz működési optimumához igazítják, hogy a keményítőt mono- és diszacharidokra bontsa, amit az élesztő megerjeszthet, alkoholt és szén-dioxidot termelve.

A biotechnológiai módszerekkel baktériumokból és gombákból előállított amilázt a liszt feljavítására használják. Az amiláz által előállított mono- és diszacharidokból kelesztéskor alkohol és szén-dioxid lesz, ami felfújja a tésztát. Az így kezelt lisztből sütött termék jobban barnul sütéskor. Rozs esetén az amiláz hatása többek között a tészta savanyításával ellensúlyozható.

Α-amilázt tartalmazó tablettákkal többek között láztalan nyakfájást kezelnek.

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. (1) Robert Hill and Joseph Needham, The Chemistry of Life: Eight Lectures on the History of Biochemistry (London, England: Cambridge University Press, 1970), page 17 ; (2) Richard B. Silverman, The Organic Chemistry of Enzyme-catalyzed Reactions, 2nd ed. (London, England: Academic Press, 2002), page 1 ; (3) Jochanan Stenesh, Biochemistry, vol. 2 (New York, New York: Plenum, 1998), page 83 ; (4) Robert A. Meyers, ed., Molecular Biology and Biotechnology: A Comprehensive Desk Reference (New York, New York: Wiley-VCH, 1995), page 296.
  2. Perspektiven der Grünen Gentechnik durch Forschung und Entwicklung
  3. Bernard Henrissat: Glycosyl hydrolase families: classification and list of entries
  4. Effects of pH (Introduction to Enzymes)
  5. "Amylase, Alpha" , I.U.B.: 3.2.1.11,4-α-D-Glucan glucanohydrolase.
  6. http://www.ifcc.org/ifcc-communications-publications-division-%28cpd%29/ifcc-publications/ejifcc-%28journal%29/e-journal-volumes/vol-12-no-1/pancreatic-isoamylase-as-a-routine-test/ Pancreatic isoamylase as a routine test
  7. Clavé P, Guillaumes S, Blanco I, Nabau N, Mercé J, Farré A, Marruecos L, Lluís F., Amylase, lipase, pancreatic isoamylase, and phospholipase A in diagnosis of acute pancreatitis.,Clin Chem. 1995 Aug;41(8 Pt 1):1129-34.
  8. ^ a b Ternes, Täufel, Tunger, Zobel: Lebensmittel-Lexikon, Behr’s Verlag, 4. Auflage 2005, ISBN 3-89947-165-2

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]