آلفا آمیلاز

نمایی شماتیک از آلفا امیلاز یون کلسیم به رنگ خاکی و یون کلسیم به رنگ سبز است
آلفا امیلاز (-Amylase)ها گروهی از آمیلازها هستند که باعث تجزیه زنجیره‌های کربوهیدرات مانند نشاسته می‌شوند. عمل هیدرولیز آنها مرتب نبوده ودر قسمت‌های مختلف زنجیره اثر می‌کنند. آلفا امیلاز یک متالوآنزیم است که حداقل دارای یک یون ca۲+ می‌باشد و بدون حضور کلسیم نمی‌تواند فعالیت کند. تعداد یون ca۲+ از یک تا ده متفاوت است.
آلفا-آمیلازها
آنزیم‌های آسپارتیلی هستند که در بسیاری ارگانسیم‌ها وجود دارد و از مالت، پانکراس و آسپرژیلوس اوریزه ( Aspergillus oryzae ) کریستالیزه شده‌اند. ساختارهای کریستالی آلفا-آمیلاز از باکتری باسیلوس آمیلولیکویی فاشینز (Bacillus amyloliquefaciens) و ارگانیسم‌های دیگر به دست آمده است. آلفا-آمیلازها در میزبان‌های گوناگونی کلون و به میزان بالا بیان شده‌اند.‌های باکتریایی در مقایسه با آلفا-آمیلازهای نوع قارچی دمای بهینه بالاتری ( باسیلوس لیکنی فرمیس ( Bacillus licheniformis ) : 78 درجه سانتی گراد) را نشان می‌دهند و همچنین در برابر شرایط قلیایی پایدارتر هستند. در نتیجه، رنج وسیعی از آلفا-آمیلازها با پایداری متفاوت در برابر pH و حرارت در دسترس هستند.
. یک آنزیم سولفیدریلی است که از مالت گندم و هچنین باکتری باسیلوس استئاروترموفیلوس ( Bacillus stearothermophilus ) گرفته می‌شود و مهمترین آنزیم در تهیه شربت مالتوز می‌باشد. آمیلازها باند -6،1 را تجزیه می‌کنند. مهمترین آنزیم این گروه گلوکوآمیلاز از باکتری آسپرژیلوس نایجر ( Aspergillus niger ) است. پولولاناز به صورت صنعتی توسط سویه‌های کلبسیلا پنومونیه ( Klebsiella pneumoniae ) و باسیلوس سرئوس (Bacillus cereus) تولید می‌شود.
کارکرد آلفا امیلاز
آلفا امیلاز زنجیره کربوهیدراتی نشاسته را در مکان‌های تصادفی هیدرولیز کرده و تولید الیگوساکاریدهای کوتاه، مالتوز و گلوکز می‌کند. واکنش بوسیله افزایش میزان قندهای احیا یا کاهش رنگ آبی و تولید رنگ زرد قهوه‌ای در کمپلکس ید و نشاسته پایش می‌شود. براساس سیستم طبقه‌بندی که براساس شباهت توالی آمینو اسیدی می‌باشد اکثر آنزیم‌های تجزیه کننده نشاسته از جمله آلفا امیلازها در خانواده ۱۳ Glycosyl hydrolases قرار می‌گیرند. مکانیسم فعالیت آلفا امیلازها از نوع - retaining (مکانیسم جایگزینی دوگانه) می‌باشد که آرایش فضایی کربن آنومری بعد از فعالیت آنزیم تغییر نمی‌کند و به شکل آلفا باقی می‌ماند. آلفا امیلازها دارای چهار ناحیه حفاظت شده در توالی اولیه خود می‌باشند، برخی از این نواحی حفاظت شده مربوط به جایگاه فعالند وبرخی در پایداری ساختار سوم حفاظت شده نقش دارند. آلفا امیلازها دارای یک ساختار)/)۸یا TIM barrel (لوله/) می‌باشند. یک سری قوس‌های -- طوری آرایش می‌یابند که نتیجه آن ایجاد یک ساختمان لوله‌ای پایدار می‌باشد، این موتیف را لوله/ می‌نامند.
آلفا آمیلاز یک آنزیم القاپذیر است که معمولا در حضور نشاسته و محصولات هیدرولیزی نشاسته مانند مالتوز القا می‌شود. آلفا آمیلاز همانند سایر آنزیم‌های القاپذیر در حضور گلوکز و سایر قندها تحت تاثیر مهار کاتابولیک قرار می‌گیرد. آلفا آمیلاز در جانوران، گیاهان و میکروارگانیسم‌ها وجود دارد.
آلفا امیلاز در صنعت
آلفا امیلاز مورد استفاده در صنعت منشا قارچی و باکتریایی دارد. گونه‌های مختلف جنس Bacillus و آکتینومیست‌هایی که درمقابل دما پایدارند مثل Thermomonospora و Thermoactinomyces برای تولید آلفا امیلاز مناسبند. دو روش عمده برای تولید آمیلازها در سطح تجاری submerged fermentation (SmF)و solid state fermentation (SSF) می‌باشد. روش SSF دارای مزایایی نسبت به روش SmFمی‌باشد مانند: میزان تولید بیشتر در یک دوره زمانی، گردش بهتر اکسیژن در این سیستم، حجم تولید بالا، نیاز داشتن به تجهیزات ساده‌تر. اخیرا آلفا آمیلازی از Bacillus sp. KR ۸۱۰۴ استخراج شده‌است که برای فعالیت وابسته به کلسیم نیست که در فرآوری نشاسته یک مزیت است.
آمیلاز