Szerepe szerint az α-amiláz, β-amiláz és szacharifikációs amiláz diagram könnyen hagyja, hogy az emberek tévesen azt gondolják, hogy a szerepe a három szubsztrát kell lennie a keményítő, dextrin és a maltóz, illetve, vannak gyerekek egyszer megkérdezte nekem szacharifikációs amiláz nem maltóz enzim. Ezért úgy gondolom, hogy szükséges egy kis elemzést végezni a három szerepéről.

A különböző típusú amilázok szerepének megértésének megkönnyítése érdekében először két fogalomcsoportot kell azonosítani: egyenes láncú versus elágazó keményítő, valamint α-1,4-glikozidos és α-1,6-glikozidos kötések.

A keményítőnek két típusa van: az egyenes láncú és az elágazó láncú keményítő. Az egyenes láncú amilopektin elágazás nélküli, spirális szerkezetű, amelyet csak a fejétől a végéig α-1,4-glikozidos kötésekkel összekapcsolt glükózmaradványok alkotnak; az elágazó láncú amilopektint a glükózmaradványok alkotják, amelyek minden láncban fejétől a végéig α-1,4-glikozidos kötésekkel kapcsolódnak, de az elágazásoknál α-1,6-glikozidos kötésekkel.

α-Amiláz és szerepe

Az α-amiláz, más néven endoamiláz, egy metallohidroláz, amelynek aktivitásához kalciumionokra van szüksége, amelyek az enzimfehérjéhez kötődnek, és amelyek a kelátképző szerrel (EDTA) történő kezeléssel elveszíthetők.

Az α-amiláz képes véletlenszerűen hidrolizálni a keményítőn belüli α-1,4-glikozidos kötést, de nem képes hidrolizálni az α-1,6-glikozidos kötést.

Ha a szubsztrát egyenes láncú keményítő, a hidrolízis során glükóz, maltóz és maltotrióz keletkezik; ha a ható szubsztrát elágazó láncú keményítő, a hidrolízis termékei glükóz, maltóz, maltotrióz és α-dextrin, amely háromnál több glükózmaradékot tartalmazó α-1,6-glikozidos kötéseket tartalmaz.

Azt is meg kell jegyezni, hogy az α és β az α-amilázban és a β-amilázban nem jelez semmilyen konformációs kapcsolatot, hanem egyszerűen csak számozással van jelölve.

A természetben az α-amiláz előállításának számos módja létezik, és például a mikrobiális fermentáció az egyik legelterjedtebb módszer. Ezenkívül ez az enzim növényekből vagy állatokból is kivonható, és a különböző módon nyert amiláz tulajdonságai eltérőek. Az ipari gyártási folyamatban az α-amiláz iránti nagy igény miatt általában gombák és baktériumok fermentációjával állítják elő. A Bacillus subtilis, a Bacillus sphaericus és a Streptomyces sphaericus képes α-amiláz előállítására.

β-Amiláz és funkciója

A β-amiláz, más néven exoamiláz egy szulfhidrilcsoportokat tartalmazó hidroláz. Az enzim a keményítő nem redukáló végéről indul, és az α-1,4-glikozidos kötést egymás után két glükózmaradvánnyal hidrolizálja, így maltóz keletkezik, amely nem tudja hidrolizálni az α-1,6-glikozidos kötést, és az elágazási pontot sem tudja átlépni, így egy nagyon hosszú dextrin, azaz β-dextrin marad.

Ezért amikor a β-amiláz egyenes láncú keményítőkre hat, szinte kizárólag maltózt termel; amikor elágazó láncú keményítőkre alkalmazzák, a termékek maltóz és β-dextrin.

R-enzim és hatása

Az R-enzimek, más néven debrancháló enzimek, az α-1,6-glikozidos kötésre hatnak. A debranching enzimek jelenlétében az α-dextrin és β-dextrin fajok α-1,6-glikozidos kötése hidrolizálódik, és az elágazó elágazó láncok eltávolításra kerülnek.

A fennmaradó egyenes láncokat az α-amiláz és a β-amiláz hidrolizálja, így maltóz és glükóz keletkezik. Az R-amilázok azonban nem képesek közvetlenül hidrolizálni az α-1,6-glikozidos kötéseket az elágazó keményítőkben.

Glikoziláló amiláz és hatása

A glikoziláló amiláz vagy glükoamiláz olyan enzim, amely a keményítőt glükózzá hidrolizálja, ahol a hidrolízis százalékos aránya elérheti az 100%-t, és gyakran használják a keményítő szaharosítóként. A glükoamiláz nem túl specifikus és sok anyagra alkalmazható, nemcsak a keményítőmolekula nem redukáló végéről képes elvágni az α-1,4 glikozidos kötést, hanem az α-1,6 glikozidos kötést is, csakhogy az α-1,4 glikozidos kötés hidrolízise kicsit gyorsabb. Az is lehet hidrolizálja a dextrint, a maltózt és a glikogént. A hidrolízis a szubsztrátmolekula végéről indul, és exonukleáz.

Az α-amiláz, a β-amiláz és a glikozilált amiláz elágazó láncú keményítőre gyakorolt hatásának eredményei a következő ábrán ábrázolhatók: