AMILASE: CIRI, KLASIFIKASI, STRUKTUR, FUNGSI - BIOLOGI

Amilase adalah istilah yang digunakan untuk mengenal pasti kumpulan enzim penting yang bertanggungjawab untuk hidrolisis ikatan glikosidik antara molekul glukosa yang terdapat dalam karbohidrat, seperti kanji dan lain-lain yang berkaitan, yang diserap dalam makanan banyak organisma hidup.

Jenis enzim ini dihasilkan oleh bakteria, kulat, haiwan dan tumbuhan, di mana mereka memangkin reaksi yang sama dan mempunyai pelbagai fungsi, terutama berkaitan dengan metabolisme tenaga.

Perwakilan grafik dari Alpha Amylase yang berasal dari haiwan (Sumber: Jawahar Swaminathan dan kakitangan MSD di Institut Bioinformatik Eropah melalui Wikimedia Commons)

Produk tindak balas hidrolisis ikatan glikosidik dapat dianggap sebagai ciri bagi setiap jenis enzim amilolitik, jadi ini sering merupakan parameter penting untuk klasifikasi mereka.

Kepentingan enzim ini, secara antroposentrik, bukan hanya bersifat fisiologi, kerana pada masa ini jenis enzim ini mempunyai kepentingan bioteknologi yang besar dalam pengeluaran makanan, kertas, tekstil, gula dan lain-lain dalam industri.

Istilah "amilase" berasal dari bahasa Yunani "amilon", yang bermaksud pati, dan diciptakan pada tahun 1833 oleh saintis Payen dan Persoz, yang mengkaji reaksi hidrolitik enzim ini pada pati.

ciri

Beberapa amilase bersifat multimerik, seperti β-amilase ubi jalar, yang berkelakuan seperti tetramer. Walau bagaimanapun, anggaran berat molekul monomer amilase berada dalam julat 50 kDa.

Secara umum, kedua-dua enzim tumbuhan dan haiwan mempunyai komposisi asid amino yang relatif "biasa" dan mempunyai aktiviti yang optimum pada pH antara 5,5 dan 8 unit (dengan amilase haiwan lebih aktif pada pH yang lebih neutral).

Amilase adalah enzim yang mampu menghidrolisis ikatan glikosidik sebilangan besar polisakarida, umumnya menghasilkan disakarida, tetapi mereka tidak mampu menghidrolisis kompleks seperti selulosa.

Ciri-ciri substrat

Sebab mengapa amilase sangat penting di alam, terutama dalam pencernaan karbohidrat, berkaitan dengan kehadiran substrat semula jadi (pati) di tisu sayur-sayuran "lebih tinggi", yang berfungsi sebagai sumber makanan untuk pelbagai jenis haiwan dan mikroorganisma.

Polisakarida ini terdiri, pada gilirannya, dari dua kompleks makromolekul yang dikenali sebagai amilosa (tidak larut) dan amilopektin (larut). Bahagian amilosa terdiri daripada rantai linear residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan α-1,4 dan terdegradasi oleh α-amilase.

Amylopectin adalah sebatian berat molekul tinggi, ia terdiri daripada rantaian residu glukosa bercabang yang disatukan oleh ikatan α-1,4, yang cabangnya disokong oleh ikatan α-1,6.

Pengelasan

Enzim amilase dikelaskan mengikut laman web di mana ia mampu memecahkan ikatan glikosidik sebagai endoamilase atau exoamylases. Bekas hidrolisis mengikat di kawasan dalaman karbohidrat, sementara yang terakhir hanya dapat menjadi pemangkin hidrolisis residu di hujung polisakarida.

Tambahan pula, klasifikasi tradisional berkaitan dengan stereokimia produk reaksi mereka, jadi protein ini dengan aktiviti enzimatik juga diklasifikasikan sebagai α-amilase, β-amilase atau γ-amilase.

-A-amilase (α-1,4-glukan 4-glukan hidrolase) adalah endoamilase yang bertindak pada ikatan dalaman substrat konformasi linier dan produknya mempunyai konfigurasi α dan merupakan campuran oligosakarida.

-B-amilase (α-1,4-glukan maltohidrolases) adalah exoamylases tumbuhan yang bertindak pada ikatan pada hujung polysaccharides yang tidak mengurangkan seperti pati dan produk hidrolitiknya adalah residu β-maltosa.

-Akhirnya, γ-amilase adalah kelas ketiga amilase yang juga disebut glukoamilase (α-1,4-glukan glukohidrolase) yang, seperti β-amilase, adalah exoamylases yang mampu mengeluarkan unit glukosa sederhana dari hujung yang tidak mengurangkan polisakarida dan membalikkan konfigurasi mereka.

Kelas enzim yang terakhir dapat menghidrolisis kedua-dua ikatan α-1,4 dan α, 1-6, mengubah substrat seperti pati kepada D-glukosa. Pada haiwan mereka kebanyakannya terdapat di tisu hati.

Peringkat semasa

Dengan munculnya teknik analisis biokimia baru untuk kedua-dua enzim dan substrat dan produknya, penulis tertentu telah menentukan bahawa terdapat sekurang-kurangnya enam kelas enzim amilase:

1-Endoamylases yang menghidrolisis ikatan glukosidik α-1,4 dan yang dapat "memintas" (pintasan) ikatan α-1,6. Contoh kumpulan ini ialah α-amilase.

2-Exoamylases yang mampu menghidrolisis α-1,4, produk utamanya adalah residu maltosa dan ikatan α-1,6 tidak boleh "dilangkau". Contoh kumpulan tersebut adalah β-amilase.

3-Exoamylases mampu menghidrolisis ikatan α-1,4 dan α-1,6, seperti amyloglucosidases (glucoamylases) dan exoamylases lain.

4-Amilase yang hanya menghidrolisis ikatan glukosidik α-1,6. Dalam kumpulan ini terdapat enzim "debranching" dan yang lain dikenali sebagai pullulanases.

5-Amilase seperti α-glukosidase, yang lebih baik menghidrolisis ikatan α-1,4 oligosakarida pendek yang dihasilkan oleh tindakan enzim lain pada substrat seperti amilosa atau amilopektin.

6-Enzim yang menghidrolisis pati kepada polimer siklik yang tidak mengurangkan residu D-glukosidik yang dikenali sebagai siklodekstrin, seperti beberapa amilase bakteria.

ciri-ciri

Banyak fungsi yang dikaitkan dengan enzim dengan aktiviti amilase, bukan hanya dari sudut pandang semula jadi atau fisiologi, tetapi juga dari sudut komersial dan perindustrian, yang berkaitan langsung dengan manusia.

Pada haiwan

Amilase pada haiwan terdapat pada dasarnya di dalam air liur, hati dan pankreas, di mana mereka memediasi penurunan pelbagai polisakarida yang dimakan dalam makanan (asal haiwan (glikogen) atau sayur-sayuran (pati)).

Α-amilase yang terdapat dalam air liur digunakan sebagai petunjuk keadaan fisiologi kelenjar air liur, kerana ia merupakan lebih dari 40% pengeluaran protein kelenjar ini.

Dalam petak oral, enzim ini bertanggungjawab untuk "pra-pencernaan" pati, menghasilkan sisa maltosa, maltotriose dan dekstrin.

Di tumbuh-tumbuhan

Pada tanaman, pati adalah polisakarida cadangan dan hidrolisisnya, dimediasi oleh enzim amilase, mempunyai banyak fungsi penting. Antaranya kita boleh ketengahkan:

Percambahan biji bijirin dengan pencernaan lapisan aleuron.
Kemerosotan bahan rizab untuk pemerolehan tenaga dalam bentuk ATP.

Dalam mikroorganisma

Banyak mikroorganisma menggunakan amilase untuk mendapatkan karbon dan tenaga dari pelbagai sumber polisakarida. Dalam industri, mikroorganisma ini dieksploitasi untuk pengeluaran enzim ini secara besar-besaran, yang berfungsi untuk memenuhi permintaan komersial manusia yang berbeza.

Kegunaan industri

Dalam industri, amilase digunakan untuk pelbagai tujuan, termasuk pembuatan maltosa, sirap fruktosa tinggi, campuran oligosakarida, dekstrin, dll.

Mereka juga digunakan untuk fermentasi alkohol langsung pati ke etanol dalam industri pembuatan bir, dan untuk penggunaan air sisa yang dihasilkan semasa pemprosesan makanan nabati sebagai sumber makanan untuk pertumbuhan mikroorganisma, misalnya.

Rujukan

Aiyer, PV (2005). Amilase dan aplikasinya. Jurnal Bioteknologi Afrika, 4 (13), 1525–1529.
Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Asas Fisiologi Tumbuhan (edisi ke-2). Madrid: McGraw-Hill Interamericana dari Sepanyol.
Del Vigna, P., Trinidade, A., Naval, M., Soares, A., & Reis, L. (2008). Komposisi dan Fungsi Air liur: Kajian menyeluruh. Jurnal Amalan Pergigian Kontemporari, 9 (3), 72-80.
Naidu, MA, & Saranraj, P. (2013). Amilase bakteria: Kajian. Jurnal Antarabangsa Arkib Farmaseutikal & Biologi, 4 (2), 274-287.
Salt, W., & Schenker, S. (1976). Amylase - Kepentingan klinikalnya: Kajian Literatur. Perubatan, 55 (4), 269-289.
Saranraj, P., & Stella, D. (2013). Fyl Amylase - Satu Kajian. Jurnal Antarabangsa Penyelidikan Mikrobiologi, 4 (2), 203-211.
Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologi (edisi ke-5). Philadelphia, Pennsylvania: Penerbitan Saunders College.
Thoma, JA, Spradlin, JE, & Dygert, S. (1925). Amilase Tumbuhan dan Haiwan. Ann. Chem., 1, 115-189.

AMILASE: CIRI, KLASIFIKASI, STRUKTUR, FUNGSI - BIOLOGI - 2026