| Alpha-amylase | |||||||||
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Amylase salivaire humaine: ion calcium visible en kaki pâle, ion chlorure en vert. PDB 1SMD
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| Identifiants | |||||||||
| CE no. | 3.2.1.0 | ||||||||
| N ° CAS. | 9000-90-2 | ||||||||
| Bases de données | |||||||||
| IntEnz | Vue IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entrée BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Vue NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Entrée KEGG | ||||||||
| MetaCyc | voie métabolique | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| Structures PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
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| Domaine catalytique GH13 | |||||||||
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Cyclodextrine glucanotransférase (ec2.4.1.19) (cgtase)
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| Identifiants | |||||||||
| symbole | Alpha-amylase | ||||||||
| Pfam | PF00128 | ||||||||
| Clan Pfam | CL0058 | ||||||||
| InterPro | IPR006047 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| Superfamille OPM | 117 | ||||||||
| Protéine OPM | 1wza | ||||||||
| CAZy | GH13 | ||||||||
| CDD | cd11338 | ||||||||
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| Domaine de feuillet bêta C-terminal alpha-amylase | |||||||||
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Structure cristalline du mutant inactif d180a de l’isozyme 1 (amy1) d’orge alpha-amylase en complexe avec le maltoheptaose
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| Identifiants | |||||||||
| symbole | Alpha-amyl_C2 | ||||||||
| Pfam | PF07821 | ||||||||
| InterPro | IPR012850 | ||||||||
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| Alpha amylase, domaine tout bêta C-terminal | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
complexe de maltotriose du mutant préconditionné de la cyclodextrine glycosyltransférase
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| Identifiants | |||||||||
| symbole | Alpha-amylase_C | ||||||||
| Pfam | PF02806 | ||||||||
| Clan Pfam | CL0369 | ||||||||
| InterPro | IPR006048 | ||||||||
| SCOP2 | 1ppi / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
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Alpha-amylase, (α-amylase) est une enzyme EC 3.2.1.1 qui hydrolyse les liaisons alpha de grands polysaccharides liés en alpha, tels que l’amidon et le glycogène, en produisant des chaînes plus courtes, des dextrines et du maltose. C’est la principale forme d’amylase trouvée chez l’homme et d’autres mammifères. Il est également présent dans les graines contenant de l’amidon comme réserve alimentaire et est sécrété par de nombreux champignons. C’est un membre de la famille 13 des glycosides hydrolases.
En biologie humaine
Bien que présente dans de nombreux tissus, l’amylase est la plus importante dans le suc pancréatique et la salive, dont chacun a sa propre isoforme d’α-amylase humaine. Ils se comportent différemment lors de la focalisation isoélectrique et peuvent également être séparés lors des tests en utilisant des anticorps monoclonaux spécifiques. Chez l’homme, toutes les isoformes de l’amylase sont liées au chromosome 1p21 (voir AMY1A).
Amylase salivaire (ptyaline)
L’amylase se trouve dans la salive et transforme l’amidon en maltose et dextrine. Cette forme d’amylase est également appelée «ptyaline» /ˈtaɪəlɪn/, qui a été nommé par le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius. Le nom dérive du mot grec πτυω (je crache), car la substance a été obtenue à partir de la salive. Il cassera les grosses molécules d’amidon insolubles en amidons solubles (amylodextrine, érythrodextrine et achrodextrine) produisant successivement des amidons plus petits et finalement du maltose. La ptyaline agit sur les liaisons glycosidiques α (1,4) linéaires, mais l’hydrolyse des composés nécessite une enzyme qui agit sur les produits ramifiés. L’amylase salivaire est inactivée dans l’estomac par l’acide gastrique. Dans le suc gastrique ajusté à pH 3,3, la ptyaline a été totalement inactivée en 20 minutes à 37 ° C. En revanche, 50% de l’activité amylase est restée après 150 minutes d’exposition au suc gastrique à pH 4,3. L’amidon, le substrat de la ptyaline, et le produit (chaînes courtes de glucose) sont capables de le protéger partiellement contre l’inactivation par l’acide gastrique. La ptyaline ajoutée au tampon à pH 3,0 a subi une inactivation complète en 120 minutes; cependant, l’addition d’amidon à un niveau de 0,1% a pour résultat qu’il reste 10% de l’activité, et une addition similaire d’amidon à un niveau de 1,0% a eu pour résultat qu’environ 40% de l’activité reste à 120 minutes.
Conditions optimales pour la ptyaline
- PH optimal – 7,0
- Température corporelle humaine
- Présence de certains anions et activateurs:
- Chlorure et bromure – les plus efficaces
- Iodure – moins efficace
- Sulfate et phosphate – les moins efficaces
Variation génétique de l’amylase salivaire humaine
Le gène de l’amylase salivaire a subi une duplication au cours de l’évolution, et les études d’hybridation de l’ADN indiquent que de nombreux individus ont plusieurs répétitions en tandem du gène. Le nombre de copies de gènes est en corrélation avec les niveaux d’amylase salivaire, tels que mesurés par des tests de transfert de protéines utilisant des anticorps contre l’amylase humaine. Le nombre de copies géniques est associé à une exposition évolutive apparente à des régimes riches en amidon. Par exemple, un individu japonais avait 14 copies du gène de l’amylase (un allèle avec 10 copies et un deuxième allèle avec quatre copies). Le régime japonais contenait traditionnellement de grandes quantités d’amidon de riz. En revanche, un individu Biaka portait six copies (trois copies sur chaque allèle). Les Biaka sont des chasseurs-cueilleurs de la forêt tropicale qui ont traditionnellement consommé un régime pauvre en amidon. Perry et ses collègues ont émis l’hypothèse que l’augmentation du nombre de copies du gène de l’amylase salivaire pourrait avoir amélioré la survie coïncidant avec un passage à un régime amylacé au cours de l’évolution humaine.
Amylase pancréatique
L’a-amylase pancréatique clive de manière aléatoire les liaisons a (1-4) glycosidiques de l’amylose pour donner de la dextrine, du maltose ou du maltotriose. Il adopte un mécanisme à double déplacement avec rétention de configuration anomérique. Chez l’homme, l’amylase salivaire a évolué à partir d’une copie de celle-ci.
En pathologie
Le test de l’amylase est plus facile à réaliser que celui de la lipase, ce qui en fait le test principal utilisé pour détecter et surveiller la pancréatite. Les laboratoires médicaux mesureront généralement soit l’amylase pancréatique, soit l’amylase totale. Si seule l’amylase pancréatique est mesurée, une augmentation ne sera pas notée avec les oreillons ou d’autres traumatismes des glandes salivaires.
Cependant, en raison de la petite quantité présente, la synchronisation est critique lors du prélèvement de sang pour cette mesure. Le sang doit être prélevé peu de temps après une douleur de pancréatite, sinon il est rapidement excrété par les reins.
L’a-amylase salivaire a été utilisée comme biomarqueur du stress et comme marqueur de substitution de l’activité du système nerveux sympathique (SNS) qui ne nécessite pas de prélèvement sanguin.
Interprétation
L’augmentation des taux plasmatiques chez l’homme se trouve dans:
- Traumatisme salivaire (y compris l’intubation anesthésique)
- Oreillons – dus à une inflammation des glandes salivaires
- Pancréatite – en raison de dommages aux cellules qui produisent l’amylase
- Insuffisance rénale – due à une excrétion réduite
Des lectures totales d’amylase supérieures à 10 fois la limite supérieure de la normale (LSN) suggèrent une pancréatite. Cinq à 10 fois la LSN peuvent indiquer un iléus ou une maladie duodénale ou une insuffisance rénale, et des élévations plus faibles sont généralement observées dans les maladies des glandes salivaires.
Les gènes
- salivaire – AMY1A, AMY1B, AMY1C
- pancréatique – AMY2A, AMY2B
En grain
L’activité de l’α-amylase dans le grain est mesurée, par exemple, par l’indice de chute de Hagberg – Perten, un test pour évaluer les dommages causés par les germes ou la méthode Phadebas. Se produit dans le blé.
Utilisation industrielle
L’a-amylase est utilisée dans la production d’éthanol pour briser les amidons des grains en sucres fermentescibles.
La première étape de la production de sirop de maïs à haute teneur en fructose est le traitement de la fécule de maïs avec de l’α-amylase, produisant des chaînes plus courtes de sucres oligosaccharides.
Une α-amylase appelée «Termamyl», provenant de Bacillus licheniformis, est également utilisé dans certains détergents, en particulier les détergents pour le lavage de la vaisselle et l’amidon.
Voir amylase pour plus d’utilisations de la famille des amylases en général.
Potentiel à usage médical
L’α-amylase a montré une efficacité dans la dégradation des biofilms bactériens polymicrobiens en hydrolysant les liaisons glycosidiques α (1-4) dans les exopolysaccharides structuraux matriciels de la substance polymère extracellulaire (EPS).
Inhibition du tampon
On rapporte que la molécule tris inhibe un certain nombre d’α-amylases bactériennes, elles ne doivent donc pas être utilisées dans le tampon tris.
Détermination
Plusieurs méthodes sont disponibles pour la détermination de l’activité α-amylase, et différentes industries ont tendance à s’appuyer sur des méthodes différentes. Le test à l’iode de l’amidon, un développement du test à l’iode, est basé sur le changement de couleur, car l’α-amylase dégrade l’amidon et est couramment utilisé dans de nombreuses applications. Un test similaire mais produit industriellement est le test d’amylase Phadebas, qui est utilisé comme test qualitatif et quantitatif dans de nombreuses industries, telles que les détergents, diverses farines, céréales et malt, et la biologie légale.
Architecture de domaine
Les a-amylases contiennent un certain nombre de domaines protéiques distincts. Le domaine catalytique a une structure consistant en un barillet alpha / bêta à huit brins qui contient le site actif, interrompu par un domaine de liaison au calcium d’environ 70 acides aminés faisant saillie entre le brin bêta 3 et l’hélice alpha 3, et un carboxyl-terminal grec domaine clé en bêta-baril. Plusieurs alpha-amylases contiennent un domaine en feuillet bêta, généralement à l’extrémité C terminale. Ce domaine est organisé sous la forme d’une feuille bêta antiparallèle à cinq brins. Plusieurs alpha-amylases contiennent un domaine entièrement bêta, généralement à l’extrémité C terminale.
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