Ifølge diagrammet for α-amylase, β-amylase og forsukringsamylase er det let at lade folk fejlagtigt tro, at de tre substraters rolle skal være henholdsvis stivelse, dextrin og maltose, og der er børn, der engang spurgte mig, om forsukringsamylase ikke er maltoseenzym. Derfor mener jeg, at det er nødvendigt at foretage en lille analyse af de tre substraters rolle.

For at lette forståelsen af den rolle, som forskellige typer amylaser spiller, er det først nødvendigt at identificere to sæt begreber: lige kæde versus forgrenet stivelse og α-1,4-glykosidiske og α-1,6-glykosidiske bindinger.

Der findes to typer stivelse: stivelse med lige kæde og stivelse med forgrenet kæde. Amylopektin med lige kæde er en uforgrenet spiralformet struktur, som dannes af glukoserester, der kun er forbundet med α-1,4-glykosidiske bindinger fra hoved til hale; amylopektin med forgrenet kæde dannes af glukoserester, der er forbundet med α-1,4-glykosidiske bindinger fra hoved til hale i hver kæde, men α-1,6-glykosidiske bindinger ved grenene.

α-Amylase og dens rolle

α- Amylase, også kendt som endo amylase, er en metallohydrolase, der kræver calciumioner, som binder sig til enzymproteinet for at udvise aktivitet, hvilket kan gå tabt ved behandling med chelateringsmidlet EDTA.

α- Amylase kan tilfældigt hydrolysere den α-1,4-glykosidiske binding i stivelse, men kan ikke hydrolysere den α-1,6-glykosidiske binding.

Hvis substratet er stivelse med lige kæde, producerer hydrolysen glukose, maltose og maltotriose; hvis det fungerende substrat er stivelse med forgrenet kæde, er hydrolyseprodukterne glukose, maltose, maltotriose og α-dextrin, der indeholder α-1,6-glykosidiske bindinger med mere end tre glukoserester.

Det skal også bemærkes, at α og β i α-amylase og β-amylase ikke angiver noget konformationsforhold, men blot er nummereret.

Der er forskellige måder at producere α-amylase på i naturen, og mikrobiel fermentering er f.eks. en af de mest almindelige måder. Derudover kan dette enzym også udvindes fra planter eller dyr, og egenskaberne ved amylase opnået på forskellige måder er forskellige. I den industrielle produktionsproces fremstilles α-amylase normalt ved fermentering af svampe og bakterier på grund af den store efterspørgsel. Bacillus subtilis, Bacillus sphaericus og Streptomyces sphaericus kan producere α-amylase.

β-Amylase og dens funktion

β-amylase, også kendt som exoamylase, er en hydrolase, der indeholder sulfhydrylgrupper. Enzymet starter fra den ikke-reducerende ende af stivelsen og hydrolyserer den α-1,4-glykosidiske binding sekventielt med to glukoserester for at producere maltose, som ikke kan hydrolysere den α-1,6-glykosidiske binding og heller ikke kan krydse forgreningspunktet og stå tilbage med et meget langt dextrin, dvs. β-dextrin.

Når β-amylase virker på stivelse med lige kæder, producerer den derfor næsten udelukkende maltose; når den bruges på stivelse med forgreninger, er produkterne maltose og β-dextrin.

R-enzym og dets virkning

R-enzymer, også kaldet afgreningsenzymer, virker på den α-1,6-glykosidiske binding. I nærvær af afgreningsenzymer hydrolyseres α-1,6-glykosidbindingen i α-dextrin- og β-dextrin-arterne, og de forgrenede kæder fjernes.

De resterende lige kæder hydrolyseres derefter af α-amylase og β-amylase for at producere maltose og glukose. R-amylaser kan dog ikke direkte hydrolysere de α-1,6-glykosidiske bindinger i forgrenet stivelse.

Glykosylerende amylase og dens virkning

Glykosylerende amylase eller glucoamylase er et enzym, der hydrolyserer stivelse til glukose, hvor hydrolyseprocenten kan nå 100%, og bruges ofte som et saccharificerende middel til stivelse. Glucoamylase er ikke særlig specifik og kan anvendes på mange stoffer, det kan ikke kun klippe α-1,4-glykosidbindingen fra den ikke-reducerende ende af stivelsesmolekylet, men også klippe α-1,6-glykosidbindingen, bare at hydrolysen af α-1,4-glykosidbindingen er lidt hurtigere. Det kan også hydrolyserer dextrin, maltose og glykogen. Hydrolysen påbegyndes fra enden af substratmolekylet og er en exonuklease.

Resultaterne af virkningen af α-amylase, β-amylase og glykosyleret amylase på forgrenet stivelse kan illustreres i følgende diagram: