淀粉酶的作用原理?
α-淀粉酶(α-amylase,Amy)是水解淀粉和糖原的关键酶之一,属于蛋白酶家族中的透明质酸酶类。目前已知有30多种微生物可以产生α-淀粉酶[1],根据来源的不同可分为细菌类、真菌类和寄生虫类等几大类。其中细菌类α-淀粉酶的研究最为深入。
与其它蛋白质不同的是,α-淀粉酶没有特定的分子量,而是有一个最适分子量(42kDa),这是因为该酶具有二聚体和五聚体两种同一亚基折叠的异构体。而且这四种异构体之间可以相互转换,形成不同的二聚体-五聚体复合物。 二聚体的两个亚基分别结合一个葡萄糖单元,通过葡萄糖苷键连接的两个淀粉链呈Z型排列;而五聚体是由两个二聚体通过两个亚基形成的。当底物淀粉或糖原被切下后,二者释放的葡萄糖单元经糖苷水解作用被还原为果糖,释放出游离的氨基酸。 α-淀粉酶具有高度专一性,它只能作用于淀粉和高分子量的糖原,对低分子的糊精、麦芽糖等则不反应。 虽然α-淀粉酶能够水解淀粉,但是其产物并不具有甜味,这与具有甜味的蔗糖水解成单糖后再经过小肠黏膜上皮细胞吸收进入血液循环不同。由于α-淀粉酶属于胞外蛋白,它在消化道中不被消化液分解,直接被肠道绒毛膜细胞的刷状缘吸收进入细胞内,然后穿过细胞膜进入血液循环,再运输到身体各部位发挥作用。
α-淀粉酶的生理功能主要是消化碳水化合物,从而供给生命活动所需的能量。另外,它对脂肪、蛋白质的水解也有一定的促进作用,在脂肪和蛋白质的水解过程中起着辅酶的作用。但其在体内含量极低,仅占总酶活力的5%左右,因此对碳水化合物代谢的影响很小。 在胃肠道里,可溶性纤维通过离子交换和吸附作用使胃肠黏液中α-淀粉酶失活,并刺激胰高血糖素分泌,降低胰岛素的浓度,因而有助于糖尿病的治疗。 目前,由于对α-淀粉酶的作用机理研究得比较清楚,故临床上常用此酶作为检测胰腺功能的指标之一。如果患者注射胰岛素后,血液化验结果中α-淀粉酶含量明显上升,说明胰腺功能良好;反之,如果注射胰岛素后α-淀粉酶含量无明显变化甚至下降,就说明胰腺功能不好或胰岛素缺乏。