Amilase adalah istilah yang digunakan untuk mengidentifikasi kelompok penting enzim yang bertanggung jawab untuk hidrolisis ikatan glikosidik antara molekul glukosa yang ada dalam karbohidrat, seperti pati dan yang terkait lainnya, yang dicerna dalam makanan banyak organisme hidup.
Jenis enzim ini diproduksi oleh bakteri, jamur, hewan dan tumbuhan , di mana mereka pada dasarnya mengkatalisis reaksi yang sama dan memiliki berbagai fungsi, terutama terkait dengan metabolisme energi.
Representasi grafis dari Alpha Amylase yang berasal dari hewan (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Produk dari reaksi hidrolisis ikatan glikosidik dapat dianggap sebagai karakteristik untuk setiap jenis enzim amilolitik, jadi ini sering menjadi parameter penting untuk klasifikasinya.
Pentingnya enzim ini, secara antroposentris, tidak hanya fisiologis, karena saat ini jenis enzim ini memiliki signifikansi bioteknologi yang besar dalam produksi industri makanan, kertas, tekstil, gula dan lain-lain.
Istilah “amilase” berasal dari bahasa Yunani ” amilon”, yang berarti pati, dan diciptakan pada tahun 1833 oleh ilmuwan Payen dan Persoz, yang mempelajari reaksi hidrolitik enzim ini pada pati.
Indeks artikel
Karakteristik
Beberapa amilase bersifat multimerik, seperti -amilase ubi jalar, yang berperilaku seperti tetramer. Namun, perkiraan berat molekul monomer amilase berada di kisaran 50 kDa.
Secara umum, baik enzim tumbuhan dan hewan memiliki komposisi asam amino yang relatif “umum” dan memiliki aktivitas optimal pada pH antara 5,5 dan 8 unit (dengan amilase hewan menjadi lebih aktif pada pH yang lebih netral).
Amilase adalah enzim yang mampu menghidrolisis ikatan glikosidik dari sejumlah besar polisakarida, umumnya menghasilkan disakarida, tetapi mereka tidak mampu menghidrolisis kompleks seperti selulosa.
Karakteristik substrat
Alasan mengapa amilase sangat penting di alam, terutama dalam pencernaan karbohidrat, terkait dengan keberadaan substrat alami mereka (pati) di mana-mana dalam jaringan sayuran “lebih tinggi”, yang berfungsi sebagai sumber makanan untuk berbagai jenis. dari hewan dan mikroorganisme.
Polisakarida ini terdiri, pada gilirannya, dari dua kompleks makromolekul yang dikenal sebagai amilosa (tidak larut) dan amilopektin (larut). Bagian amilosa terdiri dari rantai linier residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan -1,4 dan didegradasi oleh -amilase.
Amilopektin adalah senyawa dengan berat molekul tinggi, terdiri dari rantai bercabang residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan -1,4, yang cabangnya didukung oleh ikatan -1,6.
Klasifikasi
Enzim amilase diklasifikasikan menurut situs di mana mereka mampu memutuskan ikatan glikosidik sebagai endoamilase atau eksoamilase. Yang pertama menghidrolisis ikatan di daerah internal karbohidrat, sedangkan yang terakhir hanya dapat mengkatalisis hidrolisis residu di ujung polisakarida.
Selanjutnya, klasifikasi tradisional terkait dengan stereokimia produk reaksinya, sehingga protein dengan aktivitas enzimatik ini juga diklasifikasikan sebagai -amilase, -amilase atau -amilase.
–amilase (α-1,4-glukan 4-glukan hidrolase) adalah endoamilase yang bekerja pada ikatan internal substrat konformasi linier dan produk yang memiliki konfigurasi dan campuran oligosakarida.
-amilase (α-1,4-glukan maltohidrolase) adalah eksoamilase tumbuhan yang bekerja pada ikatan pada ujung non-pereduksi polisakarida seperti pati dan produk hidrolitiknya adalah residu -maltosa.
-Akhirnya, -amilase adalah kelas ketiga amilase yang juga disebut glukoamilase (α-1,4-glukan glukohidrolase) yang, seperti -amilase, adalah eksoamilase yang mampu menghilangkan unit glukosa tunggal dari ujung polisakarida yang tidak mereduksi dan membalikkan konfigurasi mereka.
Kelas enzim yang terakhir dapat menghidrolisis ikatan -1,4 dan , 1-6, mengubah substrat seperti pati menjadi D-glukosa. Pada hewan mereka terutama ditemukan di jaringan hati.
Peringkat saat ini
Dengan munculnya teknik analisis biokimia baru untuk enzim dan substrat serta produknya, penulis tertentu telah menentukan bahwa setidaknya ada enam kelas enzim amilase:
1-Endoamilase yang menghidrolisis ikatan -1,4 glukosidik dan dapat “melewati” ( bypass) ikatan -1,6. Contoh dari kelompok ini adalah -amilase.
2-Exoamylases mampu menghidrolisis -1,4, produk utamanya adalah residu maltosa dan ikatan -1,6 tidak dapat “dilewati”. Contoh golongannya adalah -amilase.
3-Exoamylases mampu menghidrolisis ikatan -1,4 dan -1,6, seperti amiloglukosidase (glukoamilase) dan eksoamilase lainnya.
4-Amilase yang hanya menghidrolisis ikatan -1,6 glukosidik. Dalam kelompok ini ada enzim “debranching” dan lainnya yang dikenal sebagai pullulanases.
5-Amilase seperti -glukosidase, yang secara istimewa menghidrolisis ikatan -1,4 dari oligosakarida pendek yang dihasilkan oleh aksi enzim lain pada substrat seperti amilosa atau amilopektin.
6-Enzim yang menghidrolisis pati menjadi polimer siklik non-pereduksi dari residu D-glukosidik yang dikenal sebagai siklodekstrin, seperti beberapa amilase bakteri.
Fitur
Banyak fungsi yang dikaitkan dengan enzim dengan aktivitas amilase, tidak hanya dari sudut pandang alami atau fisiologis, tetapi juga dari sudut pandang komersial dan industri, yang berhubungan langsung dengan manusia.
Pada hewan
Amilase pada hewan pada dasarnya hadir dalam air liur, hati dan pankreas, di mana mereka memediasi degradasi polisakarida berbeda yang dikonsumsi dalam makanan (yang berasal dari hewan (glikogen) atau sayuran (pati)).
Kehadiran -amilase dalam air liur digunakan sebagai indikator keadaan fisiologis kelenjar ludah, karena merupakan lebih dari 40% dari produksi protein kelenjar ini.
Di kompartemen oral, enzim ini bertanggung jawab untuk “pra-pencernaan” pati, menghasilkan residu maltosa, maltotriosa dan dekstrin.
Di dalam tanaman
Pada tumbuhan, pati adalah polisakarida cadangan dan hidrolisisnya, yang dimediasi oleh enzim amilase, memiliki banyak fungsi penting. Di antara mereka, berikut ini dapat disorot:
- Perkecambahan biji sereal dengan pencernaan lapisan aleuron.
- Degradasi zat cadangan untuk perolehan energi dalam bentuk ATP.
Dalam mikroorganisme
Banyak mikroorganisme menggunakan amilase untuk memperoleh karbon dan energi dari berbagai sumber polisakarida. Dalam industri, mikroorganisme ini dieksploitasi untuk produksi skala besar enzim ini, yang berfungsi untuk memenuhi berbagai tuntutan komersial manusia.
Kegunaan industri
Dalam industri, amilase digunakan untuk berbagai keperluan, termasuk pembuatan maltosa, sirup fruktosa tinggi, campuran oligosakarida, dekstrin, dll.
Mereka juga digunakan untuk fermentasi alkohol langsung dari pati menjadi etanol dalam industri pembuatan bir, dan untuk penggunaan air limbah yang dihasilkan selama pemrosesan makanan nabati sebagai sumber makanan untuk pertumbuhan mikroorganisme, misalnya.
Referensi
- Aiyer, PV (2005). Amilase dan Kegunaannya Jurnal Bioteknologi Afrika , 4 (13), 1525–1529.
- Azcon-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan (Edisi ke-2). Madrid: McGraw-Hill Interamericana dari Spanyol.
- Del Vigna, P., Trinidade, A., Angkatan Laut, M., Soares, A., & Reis, L. (2008). Komposisi dan Fungsi Saliva: Sebuah tinjauan komprehensif. Jurnal Praktek Gigi Kontemporer , 9 (3), 72-80.
- Naidu, MA, & Saranraj, P. (2013). Amilase Bakteri: Sebuah Tinjauan. Jurnal Internasional Arsip Farmasi & Biologi , 4 (2), 274–287.
- Garam, W., & Schenker, S. (1976). Amilase- Signifikansi klinisnya: Tinjauan Literatur. Kedokteran , 55 (4), 269–289.
- Saranraj, P., & Stella, D. (2013). Amilase Jamur – Sebuah Tinjauan. Jurnal Internasional Penelitian Mikrobiologi , 4 (2), 203–211.
- Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologi (edisi ke-5). Philadelphia, Pennsylvania: Penerbitan Saunders College.
- Thoma, JA, Spradlin, JE, & Dygert, S. (1925). Amilase Tumbuhan dan Hewan. Ann. Kimia. , 1 , 115-189.
