آلفا آمیلاز

نمایی شماتیک از آلفا امیلاز یون کلسیم به رنگ خاکی و یون کلسیم به رنگ سبز است

آلفا امیلاز (α-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

آنزیم های آسپارتیلی هستند که در بسیاری ارگانسیم ها وجود دارد و از مالت، پانکراس و آسپرژیلوس اوریزه(Aspergillus oryzae) کریستالیزه شده اند. ساختارهای کریستالی آلفا-آمیلاز از باکتری باسیلوس آمیلوﻟﯿﮑﻮﯾﯽ ﻓﺎﺷﯿﻨﺰ (Bacillus amyloliquefaciens) و ارگانیسم های دیگر به دست آمده است. آلفا-آمیلازها در میزبان های گوناگونی کلون و به میزان بالا بیان شده اند. آلفا-آمیلازهای باکتریایی در مقایسه با آلفا-آمیلازهای نوع قارچی دمای بهینه بالاتری (باسیلوس لیکنی فرمیس (Bacillus licheniformis) : 78 درجه سانتی گراد) را نشان می دهند 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.

بتا-آمیلازها. یک آنزیم سولفیدریلی است که از مالت گندم و هچنین باکتری باسیلوس استئاروترموفیلوس (Bacillus stearothermophilus) گرفته می شود و مهمترین آنزیم در تهیه شربت مالتوز می باشد. آمیلازها باند α-6،1 را تجزیه می کنند. مهمترین آنزیم این گروه گلوکوآمیلاز از باکتری آسپرژیلوس نایجر(Aspergillus niger) است. پولولاناز به صورت صنعتی توسط سویه های کلبسیلا پنومونیه(Klebsiella pneumoniae) و باسیلوس سرئوس (Bacillus cereus) تولید می شود.

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 α- 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 اولیهٔ 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)β/α)۸یا TIM barrel (لولهβ/α) می‌باشند. یک سری قوس‌های β-α-β طوری آرایش می‌یابند که نتیجه آن ایجاد یک ساختمان لوله‌ای پایدار می‌باشد، این موتیف را لولهβ/α می‌نامند.

• آلفا آمیلاز یک آنزیم القاپذیر است که معمولاً در حضور نشاسته و محصولات هیدرولیزی نشاسته مانند مالتوز القا می‌شود. آلفا آمیلاز همانند سایر آنزیم‌های القاپذیر در حضور گلوکز و سایر قندها تحت تأثیر مهار کاتابولیک قرار می‌گیرد. آلفا آمیلاز در جانوران، گیاهان و میکروارگانیسم‌ها وجود دارد.

آلفا امیلاز در صنعت

آلفا امیلاز مورد استفاده در صنعت منشأ 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. اخیراً آلفا آمیلازی از Bacillus sp. KR ۸۱۰۴ استخراج شده‌است که برای فعالیت وابسته به کلسیم نیست که در فرآوری نشاسته یک مزیت است.

جستارهای وابسته

آمیلاز

منابع

۱-N. S. Reddy*، Annapoorna Nimmagadda and K. R. S. Sambasiva Rao.(2003) An overview of the microbial α-amylase family. African Journal of Biotechnology Vol. ۲ (۱۲)، pp. ۶۴۵–۶۴۸، دسامبر ۲۰۰۳ ۲-Rani Gupta *،۱، Paresh Gigras، Harapriya Mohapatra، Vineet Kumar Goswami، Bhavna Chauhan.(2003)Microbial a-amylases: a biotechnological perspective.Process Biochemistry ۳۸ (۲۰۰۳) ۱۵۹۹/۱۶۱۶.