Alfa-amilasa

La alfa-amilasa , (α-amilasa) es una enzima CE 3.2.1.1 que hidroliza alfa lazos de grandes, alfa-ligado polisacáridos , tales como almidón y glucógeno , produciendo cadenas más cortas de los mismos, dextrinas y maltosa . ^[2] Es la forma principal de amilasa que se encuentra en humanos y otros mamíferos. ^[3] También está presente en semillas que contienen almidón como reserva alimenticia y es secretado por muchos hongos. Es un miembro de la familia de las glucósidos hidrolasas 13 .

En biología humana [ editar ]

Aunque se encuentra en muchos tejidos, la amilasa es más prominente en el jugo pancreático y la saliva , cada uno de los cuales tiene su propia isoforma de α-amilasa humana. Se comportan de manera diferente en el enfoque isoeléctrico y también se pueden separar en las pruebas mediante el uso de anticuerpos monoclonales específicos . En los seres humanos, todas las isoformas de amilasa se unen al cromosoma 1p 21 (consulte AMY1A ).

Amilasa salival (ptialina) [ editar ]

La amilasa se encuentra en la saliva y descompone el almidón en maltosa y dextrina . Esta forma de amilasa también se llama "ptialina" / t aɪ əl ɪ n / , que fue nombrado por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius . El nombre deriva de la palabra griega πτυω (escupo), porque la sustancia se obtuvo de la saliva. ^[4] Romperá moléculas grandes e insolubles de almidón en almidones solubles ( amilodextrina , eritrodextrina y acrodextrina ) produciendo almidones sucesivamente más pequeños y finalmente maltosa.. La ptialina actúa sobre enlaces glicosídicos α (1,4) lineales , pero la hidrólisis del compuesto requiere una enzima que actúe sobre productos ramificados. La amilasa salival es inactivada en el estómago por el ácido gástrico . En jugo gástrico ajustado a pH 3.3, la ptialina se inactivó totalmente en 20 minutos a 37 ° C. Por el contrario, el 50% de la actividad de la amilasa permaneció después de 150 minutos de exposición al jugo gástrico a pH 4,3. ^[5]Tanto el almidón, el sustrato de la ptialina, como el producto (cadenas cortas de glucosa) pueden protegerlo parcialmente contra la inactivación por el ácido gástrico. La ptialina añadida al tampón a pH 3,0 se inactiva por completo en 120 minutos; sin embargo, la adición de almidón a un nivel de 0,1% dio como resultado un 10% de la actividad restante, y una adición similar de almidón a un nivel de 1,0% dio como resultado aproximadamente un 40% de la actividad restante a los 120 minutos. ^[6]

Condiciones óptimas para ptialina [ editar ]

PH óptimo - 7.0 ^[7]

Temperatura del cuerpo humano ^{[ cita requerida ]}

Presencia de ciertos aniones y activadores:

Cloruro y bromuro : los más efectivos

Yoduro - menos eficaz

Sulfato y fosfato : menos efectivo

Variación genética en amilasa salival humana [ editar ]

El gen de la amilasa salival se ha duplicado durante la evolución, y los estudios de hibridación del ADN indican que muchos individuos tienen múltiples repeticiones en tándem del gen. El número de copias de genes se correlaciona con los niveles de amilasa salival, medidos mediante ensayos de transferencia de proteínas que utilizan anticuerpos de amilasa humana. El número de copias de genes está asociado con una aparente exposición evolutiva a dietas ricas en almidón. ^[8]Por ejemplo, un individuo japonés tenía 14 copias del gen de la amilasa (un alelo con 10 copias y un segundo alelo con cuatro copias). La dieta japonesa ha contenido tradicionalmente grandes cantidades de almidón de arroz. En contraste, un individuo de Biaka llevaba seis copias (tres copias en cada alelo). Los Biaka son cazadores-recolectores de la selva tropical que tradicionalmente han consumido una dieta baja en almidón. Perry y sus colegas especularon que el aumento en el número de copias del gen de la amilasa salival puede haber mejorado la supervivencia coincidiendo con un cambio a una dieta con almidón durante la evolución humana.

Amilasa pancreática [ editar ]

La α-amilasa pancreática escinde aleatoriamente los enlaces α (1-4) glicosídicos de la amilosa para producir dextrina , maltosa o maltotriosa . Adopta un mecanismo de doble desplazamiento con retención de configuración anomérica . En los seres humanos, la amilasa salival evolucionó a partir de una copia de la misma. ^[8]

En patología [ editar ]

La prueba de amilasa es más fácil de realizar que la de lipasa , lo que la convierte en la prueba principal que se utiliza para detectar y controlar la pancreatitis . Los laboratorios médicos generalmente medirán la amilasa pancreática o la amilasa total. Si solo se mide la amilasa pancreática, no se notará un aumento en las paperas u otros traumatismos de las glándulas salivales.

Sin embargo, debido a la pequeña cantidad presente, el momento es crítico cuando se toman muestras de sangre para esta medición. La sangre debe tomarse poco después de un ataque de dolor de pancreatitis; de lo contrario, se excreta rápidamente por los riñones .

Salival α-amilasa se ha utilizado como un biomarcador para el estrés ^[9]^[10] y como un marcador sustituto de sistema nervioso simpático (SNS) actividad ^[11] que no requiere una extracción de sangre.

Interpretación [ editar ]

Los niveles plasmáticos elevados en humanos se encuentran en:

Traumatismo salival (incluida la intubación anestésica )
Paperas : debido a la inflamación de las glándulas salivales.
Pancreatitis : debido al daño a las células que producen amilasa.
Insuficiencia renal : debido a una excreción reducida.

Las lecturas de amilasa total de más de 10 veces el límite superior de lo normal (LSN) sugieren pancreatitis. De cinco a 10 veces el LSN puede indicar íleo o enfermedad duodenal o insuficiencia renal, y con frecuencia se encuentran elevaciones más bajas en la enfermedad de las glándulas salivales.

Genes [ editar ]

salival - AMY1A , AMY1B , AMY1C
pancreático - AMY2A , AMY2B

En grano [ editar ]

La actividad de la α-amilasa en el grano se mide, por ejemplo, mediante el número de caída de Hagberg-Perten , una prueba para evaluar los daños de los brotes, ^[12] o el método de Phadebas . Ocurre en el trigo . ^[13]

Uso industrial [ editar ]

La α-amilasa se utiliza en la producción de etanol para romper los almidones de los cereales en azúcares fermentables.

El primer paso en la producción de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa es el tratamiento de la maicena con α-amilasa, produciendo cadenas más cortas de azúcares oligosacáridos .

Una α-amilasa llamada "Termamyl", procedente de Bacillus licheniformis , también se usa en algunos detergentes, especialmente en detergentes para lavar platos y eliminar almidón. ^[14]

Consulte amilasa para conocer más usos de la familia amilasa en general.

Potencial para uso médico [ editar ]

La α-amilasa ha mostrado eficacia en la degradación de biopelículas bacterianas polimicrobianas hidrolizando los enlaces α (1-4) glicosídicos dentro de los exopolisacáridos de matriz estructural de la sustancia polimérica extracelular (EPS). ^[15]^[16]

Inhibición del tampón [ editar ]

Se informa que la molécula de tris inhibe una serie de α-amilasas bacterianas, ^[17]^[18] por lo que no deben usarse en el tampón tris.

Determinación [ editar ]

Hay varios métodos disponibles para la determinación de la actividad de la α-amilasa, y diferentes industrias tienden a depender de diferentes métodos. La prueba de yodo de almidón, un desarrollo de la prueba de yodo , se basa en el cambio de color, ya que la α-amilasa degrada el almidón y se usa comúnmente en muchas aplicaciones. Una prueba similar, pero producida industrialmente, es la prueba de amilasa Phadebas , que se utiliza como prueba cualitativa y cuantitativa en muchas industrias, como detergentes, diversos alimentos a base de harina, cereales y malta, y biología forense.

Arquitectura de dominio [ editar ]

Las α-amilasas contienen varios dominios proteicos distintos. El dominio catalítico tiene una estructura que consta de un barril alfa / beta de ocho hebras que contiene el sitio activo, interrumpido por un dominio de enlace de calcio de ~ 70 aminoácidos que sobresale entre la hebra beta 3 y la hélice alfa 3, y un carboxilo terminal griego. dominio clave de beta-barril . ^[19] Varias alfa-amilasas contienen un dominio de hoja beta, generalmente en el extremo C terminal. Este dominio está organizado como una hoja beta antiparalela de cinco cadenas. ^[20]^[21] Varias alfa-amilasas contienen un dominio totalmente beta, generalmente en el extremo C terminal. ^[22]

Ver también [ editar ]

Enzima digestiva

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

La proteína alfa-amilasa
alfa-amilasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .

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vtmiEnzimas
Actividad	Sitio activo Sitio de unión Tríada catalítica Agujero de oxianión Promiscuidad enzimática Enzima catalíticamente perfecta Coenzima Cofactor Catálisis enzimática
Regulación	Regulación alostérica Cooperatividad Inhibidor de enzimas Activador de enzimas
Clasificación	Número CE Superfamilia de enzimas Familia de enzimas Lista de enzimas
Cinética	La cinética de enzimas Diagrama de Eadie-Hofstee Parcela de Hanes-Woolf Gráfico de Lineweaver-Burk Cinética de Michaelis-Menten
Tipos	EC1 Oxidoreductasas ( lista ) Transferasas EC2 ( lista ) Hidrolasas EC3 ( lista ) Liasas EC4 ( lista ) Isomerasas EC5 ( lista ) CE6 ligasas ( lista ) Translocases EC7 ( lista )