Amiláz enzim komplex szénhidrátokhoz Botanikus
Amiláz
Az amiláz enzimet a hasnyálmirigy és a fültőmirigy választja ki, és bontja le a komplex szénhidrátokat, monoszacharidokká, például glükózzá alakítva. Ez az enzim más emlősökben is jelen van, és az emésztés kémiai folyamata a szájüregben kezdődik.
Azok az ételek, amelyek nagy mennyiségben tartalmaznak keményítőt, de kevés cukrot tartalmaznak - például rizs és burgonya -, hosszú rágás után édes ízűek lesznek, mert az amiláz cukrot bontani kezd.
A hasnyálmirigy és a nyálmirigyek amilázt (alfa-amilázt) termelnek a keményítő élelmiszerben történő hidrolizálásához, diszacharidokká alakítva, amelyeket más enzimek glükózzá alakítanak, hogy energiát szolgáltassanak a testnek.
Történelem
1831-ben Erhard Friedrich Leuchs leírta a keményítő nyál általi hidrolízisét, feltalálva a nyálban egy enzim, a "ptyalin" jelenlétét, amelyet az ókori görög nyál szóról nevezett el: πτύαλον - ptyalon.
Az enzimek modern története 1833-ban kezdődött, amikor Anselm Payen és Jean-François Persoz francia vegyészek elkülönítették a csírázott árpa-amiláz komplexet, és "diasztáznak" nevezték. 1862-ben Alekszandr Jakulovics Danilevszkij (1838-1923) elválasztotta a hasnyálmirigy amilázt a tripszintől.
Az emberi evolúció
A 12 000 évvel ezelőtti neolitikumi forradalom után az emberi étrend inkább a növények és állatok megszelídítésére összpontosított a vadon élő növények vadászata és összegyűjtése helyett.
A nagy polimereket, például a keményítőt az amiláz enzim részlegesen hidrolizálja a szájban, mielőtt tovább hasítaná cukrokká. Ezért azoknak az embereknek, akik nyálukban amilázt tartalmaznak, előnyük származna a keményítő hatékonyabb és nagyobb mennyiségű emésztésének képességéből.
A nyilvánvaló előnyök ellenére a korai emberek nem rendelkeztek nyálamilázzal, ezt a tendenciát az emberi evolúciós rokonok is megfigyelhetik, például a csimpánzok, akik csak a nyálamiláz termeléséért felelős gén egy vagy egy példányával rendelkeznek.
AMY1 - az amiláz gén
Ez a gén, az AMY1, a hasnyálmirigyből származik. Az AMY1 gén megismétlése lehetővé tette számára a nyálspecifika kialakulását, ami lehetővé tette számunkra, hogy kiválasszuk azt a nyálmirigyből. Ugyanez történt a rágcsálóknál is, hangsúlyozva a nyál amiláz jelentőségét azokban az organizmusokban, amelyek viszonylag nagy mennyiségű keményítőt fogyasztanak.
Azonban nem minden embernek van ugyanannyi példánya az AMY1 génből. Azok a népességek, amelyekről ismert, hogy inkább a szacharidokra támaszkodnak, több példányban tartalmazzák az AMY1-et, mint azok, akik viszonylag kevesebb keményítőt fogyasztanak.
A keményítőfogyasztás és az AMY1 populációspecifikus példányainak száma közötti kapcsolat arra utal, hogy ezekben a populációkban több AMY1 kópia a genotípus természetes szelekciója, amely előnyös a populáció és az utódok számára.
Ez a kapcsolat különösen nyilvánvaló, ha összehasonlítjuk a földrajzilag közeli populációkat különböző étkezési szokásokkal, amelyekben az AMY1 gén különböző példányszámú. Ez vonatkozik néhány ázsiai populációra, amelyekről kimutatták, hogy kevesebb az AMY1 példánya, mint a szomszédos mezőgazdasági populációknak. Ez meggyőző bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy a természetes szelekció hatott erre a génre, szemben azzal a lehetőséggel, hogy a gén genetikai sodródás útján terjedt el.
Az amiláz típusai
A specifikus amilázokat különböző görög betűkkel jelöljük, de ezek mind glikozidos hidrolázok, és az α-1,4-glikozidos kötésekre hatnak.
α-amiláz
Az α-amilázok kalcium-metalloenzimek. Ezek az enzimek a poliszacharid lánc véletlenszerű helyein hatnak, és amilózból maltotriózzá vagy maltózzá, amilopektinből maltózzá, glükózzá és szerves dextrinné bomlanak le.
Mivel az α-amiláz bárhol képes hatni a szubsztráton, hajlamos gyorsabban hatni, mint a β-amiláz.
Állatoknál ez egy fő emésztőrendszeri enzim, optimális pH-ja 6,7-7,0.
Az emberi fiziológiában mind a nyál, mind a hasnyálmirigy amilázjai α-amilázok.
Az α-amiláz formája megtalálható a növényekben, néhány micellás és néhány baktériumban.
β-amiláz
A β-amilázt baktériumok, micellák és növények is szintetizálják. A β-amiláz katalizálja a második α-1,4-glikozidos kötés hidrolízisét, két glükózegységet (maltóz) hasítva egyszerre. A gyümölcs érése során a β-amiláz a szénhidrátokat maltózzá bontja, ami érett gyümölcs édes ízéhez vezet.