Speichel-Amylase

Speichel-Amylase (auch α-Amylase 1, Ptyalin, Speicheldiastase) heißen drei Enzym-Isoformen, die vom Menschen im Speichel produziert werden. Es handelt sich um dasjenige Enzym in allen Lebewesen, das Speicher-Kohlenhydrate wie Stärke und Glykogen über die Trennung von 1,4-α-D-Glykosidbindungen in seine Bestandteile zu spalten vermag. Bei vielen Wirbeltieren, so auch beim Menschen, beginnt mit der Produktion des Enzyms im Speichel die Kohlenhydratverdauung.[1]

Speichel-Amylase
Speichel-Amylase
Bändermodell nach PDB 1SMD

Vorhandene Strukturdaten: s. UniProt

Masse/Länge Primärstruktur 496 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Monomer
Kofaktor Calcium, Chlorid
Bezeichner
Gen-Name(n) AMY1A, AMY1B, AMY1C
Externe IDs
Arzneistoffangaben
ATC-Code A09AA01
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.2.1.1, Glykosidase
Reaktionsart Hydrolyse von 1,4-α-D-Glykosidbindungen
Substrat Stärke, Glycogen und ähnliche Oligo- oder Polysaccharide
Produkte Maltose, Maltotriose
Vorkommen
Homologie-Familie alpha-Amylase
Übergeordnetes Taxon Lebewesen

Zwei weitere Isoformen werden von der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) produziert, diese heißen Pankreas-Amylase.

Die für die Codierung der Isoformen zuständigen Gene haben die Namen AMY1A, AMY1B und AMY1C. Sie unterscheiden sich nur geringfügig voneinander. Nach neuesten Untersuchungen haben sich die Isoformen durch Kopie gebildet, und das erst vor kurzem. Es ist das erste Beispiel für genetische Anpassung an veränderte Lebens- und Ernährungsgewohnheiten beim Menschen.[2]

Katalysierte Reaktion

Poly-(1-4)-alpha-D-Glucose (n groß) + H2O
⇒ Poly-(1-4)-alpha-D-Glucose (n klein)
+ Poly-(1-4)-alpha-D-Glucose (n klein) + …

Stärke, auch als Poly-D-Glucose angesehen, wird von innen heraus zerkleinert, bis nur noch Maltose und Maltotriose vorhanden ist. In geringer Menge wird Maltotriose in Maltose und Glucose gespalten.[3] Das Enzym ist außerdem in der Lage, mit 1-6-verzweigten Zuckerketten (Amylopectin) umzugehen; die zusätzlichen Endprodukte sind Limit-Dextrine.[4][5] Die Stärkeverdauung durch Speichelamylase ist ein beliebtes Schulexperiment.[6]

Wechselwirkungen

Das im Mund gebildete Ptyalin dient zur Zerlegung der Stärke. Dieser Aufspaltungsvorgang kann durch bestimmte Lebensmittel, etwa durch Früchte, die Fruchtsäuren enthalten, oder zu schnell – ohne Einspeichelung – getrunkene Säfte stark behindert werden. Als Folge dieser unzureichenden Zerlegung der Stärke durch Inaktivierung des Ptyalins kann es zu Gärvorgängen der Stärke im Gastrointestinaltrakt und daraus resultierenden Beschwerden wie Blähungen (Flatulenz) kommen.

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Glycogenolyse und Stärkeabbau – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise
  1. UniProt P04745
  2. Perry GH, Dominy NJ, Claw KG, et al: Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation. In: Nat. Genet. 39. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 2007, S. 1256–60, doi:10.1038/ng2123, PMID 17828263, PMC 2377015 (freier Volltext).
  3. Hofmann, Eberhard: Biochemie systematisch. 4. Auflage. UNI-MED-Verlag, Bremen 2006, ISBN 3-89599-164-3.
  4. D’Eustachio/Nichols/reactome.org: Digestion of linear starch (amylose) by extracellular amylase
  5. D’Eustachio/Nichols/reactome.org: Digestion of branched starch (amylopectin) by extracellular amylase
  6. Klaus Ruppersberg: Stärkeverdauung durch Speichel – was kommt eigentlich dabei heraus? Ein einfacher Maltose-Nachweis am Ende der enzymatischen Hydrolyse von Amylose und die überraschende Anwesenheit von Glucose im Verhältnis 1:15. In: MNU Journal. Band 69, Nr. 5. Verlag Klaus Seeberger, 2016, ISSN 0025-5866, S. 325–328 (pedocs.de [abgerufen am 22. Januar 2019]).
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