Was ist die Struktur der Amylase?
Die Struktur der Amylase, eines Enzyms, das Stärken und komplexe Zucker in einfache Zucker zerlegt, ist normalerweise recht einfach, aber das Enzym spielt eine wichtige Rolle bei der Verdauung von Kohlenhydraten. Es gibt zwei verschiedene Varianten dieses Moleküls, Alpha-Amylase und Beta-Amylase. Der menschliche Körper hat zwei Arten von Alpha-Amylase, eine im Speichel und eine in der Bauchspeicheldrüse. Beide Moleküle sind wichtig für die Kohlenhydratverdauung, da der Körper komplexe Zucker und Stärken nicht verdauen kann, ohne sie zuvor abzubauen. Beta-Amylase ist im menschlichen Körper nicht vorhanden und kommt normalerweise in Pflanzen und Samen vor.
Während die Art und Struktur der Amylase zwischen den Organismen variieren kann, gibt es einige Eigenschaften, die alle Amylasemoleküle gemeinsam haben. Alpha- und Beta-Amylasen enthalten beide eine Struktur, die als Barrel-Region bezeichnet wird und einen großen Teil der Gesamtform des Enzyms ausmacht. Die Enzyme haben auch alle einen essentiellen Bereich, der als aktives Zentrum bezeichnet wird. Dies ist der Teil des Enzyms, der an einen komplexen Zucker oder eine komplexe Stärke bindet, um diesen abzubauen. Der Abbau von Kohlenhydraten im aktiven Zentrum beinhaltet Wechselwirkungen zwischen mehreren Gruppen von Atomen und Ionen, sowohl im aktiven Zentrum als auch auf dem Kohlenhydratmolekül.
Im menschlichen Körper ist die Struktur der Amylase ähnlich, unabhängig davon, ob sie im Speichel oder in der Bauchspeicheldrüse vorhanden ist. Beide menschlichen Varianten der Amylase sind kleine Moleküle, die aus einer einzigen Kette von Bausteinen bestehen, die Aminosäuren genannt werden. Die Aminosäurekette bildet drei unterschiedliche Regionen, die als Domänen bezeichnet werden, und jede Domäne hat eine spezifische biologische Funktion, die den Kohlenhydratabbau unterstützt. Zwei dieser Domänen sind eng miteinander verbunden, während die dritte Domäne unter Amylasen signifikant variieren kann. Trotz ihrer Ähnlichkeit sind Speichel- und Pankreas-Amylasen nicht austauschbar. Pankreas-Amylase beendet normalerweise die Arbeit, mit der Speichel-Amylase begonnen hat.
Obwohl die Struktur der Amylase normalerweise einfach ist, gibt es einige Varianten, die wesentlich komplexer sind als die meisten. Die meisten Alpha-Amylasen sind in ihrer Länge sehr ähnlich, einige falten sich jedoch in mehr als die drei üblichen Domänen. Einige Beta-Amylasen sind im Vergleich zu Alpha-Amylasen enorm und enthalten statt einer vier separate Aminosäureketten. In diesem Fall entsteht eine viermal so große Amylasestruktur wie bei den meisten anderen. Viele bekannte Nahrungspflanzen enthalten diese Art von Amylase, einschließlich Gerste, Sojabohnen und Süßkartoffeln, aber die Größe des Amylasemoleküls trägt nicht zur Verbesserung oder Beeinträchtigung der ernährungsphysiologischen Eigenschaften der Pflanze bei.