Alfa-amilase

A α-amilase (alfa-amilase, ; nome sistemático 4-α-D-glucano glucanohidrolase) é un encima que hidroliza enlaces glicosídicos α de polisacáridos grandes con enlaces α, como o amidón e o glicóxeno, rendendo polisacáridos de cadeas máis curtas, dextrinas e maltosa, segundo o seguinte proceso bioquímico:

Endohidrólise de enlaces glicosídicos (1→4)-α-D en polisacáridos que conteñen tres ou máis unidades de D-glicosa con enlaces (1→4)-α

É a principal forma de amilase que se encontra en humanos e outros mamíferos. Tamén está presente en sementes que conteñen amidón como reserva alimenticia e segrégana moitos fungos. É un membro da familia da glicosa hidrolase 13.

 Na bioloxía humana 
Aínda que se encontra en moitos tecidos humanos, a amilase é máis abundante no zume pancreático e na saliva, cada un dos cales ten a súa propia isoforma de α-amilase humana. Compórtanse de maneira diferente no isoelectroenfoque e poden separarse en tests utilizando anticorpos monoclonais específicos. En humanos, todas as isoformas da amilase están ligadas ao cromosoma 1 locus p21 (ver AMY1A, por exemplo).

 Amilase salivar (ptialina) 
A amilase atópase na saliva e degrada o amidón en maltosa e dextrina. Esta forma de amilase chámase tamén "ptialina", tal como a denominou o químico Jöns Jacob Berzelius. Este nome deriva da palabra grega πτυω ('eu cuspo'), porque a substancia se obtivera da saliva.J. Berzelius (Ms. Esslinger, trans.), Traité de Chimie (París, Francia:  Firmin Didot Frerès, 1833), vol. 7, page 156. Rompe as grandes moléculas insolubles de amidón en amidóns máis pequenos e solubles (amilodextrina, eritrodextrina e acrodextrina) producindo sucesivamente amidóns de menor tamaño e finalmente moléculas do disacárido maltosa. A ptialina actúa sobre os enlaces glicosídicos lineais α(1,4), pero para unha hidrólise completa cómpre un encima que actúe tamén sobre os produtos con ramificacións. A amilase salivar inactívase no estómago polo ácido gástrico (HCl). No zume gástrico axustado a pH 3,3, a ptialina queda totalmente inactivada en 20 minutos a 37 °C. En comparación, o 50 % da actividade da amilase persiste despois de 150 minutos de exposición a zume gástrico a pH 4,3. Tanto o amidón (o substrato da ptialina), coma o produto (cadeas curtas de glicosa) poden protexer parcialmente este encima da inactivación polo ácido gástrico. A ptialina engadida ao tampón a pH 3,0 sofre unha inactivación completa en 120 minutos; porén, a adición de amidón ao 0,1 % ten como resultado que se conserve un 10 % da actividade, e unha adición similar de amidón ao 1,0 % fai que se conserve un 40 % da actividade en 120 minutos.

 Condicións óptimas para a ptialina 
 pH óptimo – 7,0; 5,6-6,9
 Temperatura do corpo humano - 37 graos Celsius
 Presenza de certos anións e activadores:
 Cloruro e bromuro – máis efectivos
 Ioduro – menos efectivo
 Sulfato e fosfato – os menos efectivos.

 Variacións xenéticas na amilase salivar humana 
O xene da amilase salivar experimentou duplicacións durante a evolución, e os estudos de hibridación do ADN indican que moitos individuos teñen múltiples repeticións en tándem deste xene. O número de copias do xene correlaciónase cos niveis de amilase salivar, medidos en ensaios de blots de proteínas utilizando anticorpos para a amilase humana. O número de copias do xene está asociado aparentemente coa exposición no decurso da evolución a dietas ricas en amidón. Por exemplo, un individuo xaponés tiña 14 copias do xene da amilase (un alelo con 10 copias, e un segundo alelo con 4 copias). A dieta xaponesa contén tradicionalmente grandes cantidades de amidón de arroz. En contraste con isto, un individuo do pobo biaka de África portaba só 6 copias (3 copias en cada alelo). Os biaka son cazadores-recolectores da selva que tradicionalmente consumían unha dieta pobre en amidón. Perry e colegas especularon que o incremento de copias do xene da amilase salivar puido potenciar a supervivencia coincidindo cun cambio de dieta durante a evolución humana.

 Amilase pancreática 
A α-amilase pancreática corta aleatoriamente os enlaces glicosídicos α(1-4) da amilosa para render dextrina, maltosa ou maltotriosa. Adopta un mecanismo de desprazamento dobre con retención da configuración anomérica. En humanos, a amilase salivar evolucionou a partir da amilase pancreática.

 En patoloxía 
O test da amilase é máis fácil de facer que o da lipase, o que fai que sexa o test primario utilizado para detectar a pancreatite. Os laboratorios médicos miden habitualmente a amilase pancreática ou a amilase total. Se se mide só a amilase pancreática, non se notará un incremento coas papeiras ou outras glándulas salivares.

Porén, debido á pequena cantidade presente, o momento cando se toma a mostra de sangue é crítico para esta medición. O sangue debería extraerse pouco despois da aparición de ataques de pancreatite, porque doutro modo se excreta rapidamente polos riles.

A α-amilase salivar utilizouse como biomarcador para o estrés e un marcador subrogado da actividade do sistema nervioso simpático que non require unha extracción de sangue.

 Interpretación 

Un incremento dos niveis plasmáticos deste encima obsérvase en:
 Trauma salivar (incluíndo a entubación anestésica).
 Papeiras – debido á inflamación das glándulas salivares.
 Pancreatite – debido a danos nas células que producen amilase.
 Insuficiencia renal – debido a unha redución da excreción.

As lecturas da amilase total dunhas 10 veces por riba do límite superior do valor normal suxiren pancreatite. Resultados de 5 a 10 veces por riba de dito valor poden indicar enfermidade duodenal ou do íleo ou insuficiencia renal, e elevacións menores obsérvanse comunmente en enfermidades da glándula salivar.

 Xenes 
 salivares – AMY1A, AMY1B, AMY1C
 pancreáticos – AMY2A, AMY2B

 En grans de cereais 
A actividade de α-amilase en grans de cereais mídese, por exemplo, polo Número de Caída de Hagberg-Perten, un test para avaliar os danos nos brotes, ou o método Phadebas. Utilízase no trigo.

 Uso industrial 

A α-amilase utilízase na produción de etanol para degradar as moléculas de amidón de grans de cereais orixinando azucres fermentables.

O primeiro paso na produción de xarope de millo alto en frutosa é o tratamento do amidón de millo con α-amilase, que corta os longos polímeros de amidón en cadeas máis curtas de oligosacáridos.

Unha α-amilase chamada "Termamyl", obtida de Bacillus licheniformis, tamén se utiliza nalgúns deterxentes, especialmente para lavalouzas e deterxentes que eliminan o amidón.

 Posible uso médico 
A α-amilase mostrou ser eficaz na degradación de biopelículas bacterianas polimicrobianas ao hidrolizar os enlaces glicosídicos α(1→4) dentro dos exopolisacáridos de matriz estruturais da substancia polimérica extracelular.

 Inhibición de tampón 

O tampón tris inhibe varias α-amilases bacterianas, polo que non se debe usar no tampón tris.

 Determinación 

Disponse de varios métodos para a determinación da actividade da α-amilase, e as diferentes industrias adoitan preferir métodos distintos. O test do ioduro do amidón, un desenvolvemento do test do ioduro, está baseado no cambio de cor, xa que a α-amilase degrada o amidón e é utilizada habitualmente en moitas aplicacións. Un test similar pero producido industrialmente é o test de amilase de Phadebas, que se usa como un test cualitativo e cuantitativo en moitas industrias, como as de deterxentes, de certas fariñas, grans e alimentos de malte e na bioloxía forense.

Na microdeterminación colorimétrica modificada da amilase mídese a dixestión do amidón pola diminución da cor do amidón-ioduro.

 Arquitectura do dominio 
As α-amilases conteñen varios dominios proteicos distintos. O dominio catalítico ten unha estrutura secundaria que consiste nun barril α/β de oito febras que contén o sitio activo, interrompido por un dominio de unión ao calcio de ~70 aminoácidos  que fai protrusión entre a febra β 3 e a hélice α 3, e un dominio de barril beta de greca carboxilo-terminal. Varias α-amilases conteñen un dominio a folla β, usualmente no C-terminal. Este dominio está organizado como unha folla β antiparalela de cinco febras. Varias α-amilases contén un dominio todo-β, xeralmente no C-terminal.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Encimas dixestivos

 Ligazóns externas 
 A proteína alfa-amilase


Categoría:Hidrolases