Α-Amylase
α-એમાયલેઝ એ એક ઉત્સેચક છે (; વ્યવસ્થિત નામ 4-α-D-ગ્લુકેન ગ્લુકાનોહાઇડ્રોલેઝ) જે સ્ટાર્ચ અને ગ્લાયકોજન જેવા મોટા, α-જોડાયેલા પોલિસેકરાઇડ્સના α બંધને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે, જે તેની ટૂંકી સાંકળો, ડેક્સટ્રિન્સ અને માલ્ટોઝ આપે છેઃ ત્રણ અથવા વધુ (1-4)-α-જોડાયેલા D-ગ્લુકોઝ એકમો ધરાવતા પોલિસેકરાઇડ્સમાં (1-4)-α-D-ગ્લુકોસિડિક જોડાણોનું એન્ડોહાઇડ્રોલિસિસ તે મનુષ્યો અને અન્ય સસ્તન પ્રાણીઓમાં જોવા મળતા એમાયલેઝનું મુખ્ય સ્વરૂપ છે. તે ખાદ્ય ભંડાર તરીકે સ્ટાર્ચ ધરાવતા બીજમાં પણ હાજર છે, અને ઘણા ફૂગ દ્વારા સ્ત્રાવ થાય છે. તે ગ્લાયકોસાઇડ હાઇડ્રોલેઝ પરિવાર 13 નો સભ્ય છે. માનવ જીવવિજ્ઞાનમાં જો કે ઘણા પેશીઓમાં જોવા મળે છે, તેમ છતાં સ્વાદુપિંડના રસ અને લાળમાં એમીલેઝ સૌથી અગ્રણી છે, જેમાંના દરેકનું માનવ α-એમીલેઝનું પોતાનું આઇસોફોર્મ છે. તેઓ આઇસોઇલેક્ટ્રિક ફોકસિંગ પર અલગ રીતે વર્તે છે, અને ચોક્કસ મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીઝનો ઉપયોગ કરીને પરીક્ષણમાં પણ અલગ કરી શકાય છે. મનુષ્યોમાં, તમામ એમીલેઝ આઇસોફોર્મ્સ રંગસૂત્ર 1p21 સાથે જોડાય છે (જુઓ AMY1A). લાળ એમીલેઝ (પટ્યાલિન) એમીલેઝ લાળમાં જોવા મળે છે અને સ્ટાર્ચને માલ્ટોઝ અને ડેક્સટ્રિનમાં તોડે છે. એમીલેઝના આ સ્વરૂપને "પટ્યાલિન" પણ કહેવામાં આવે છે, જેનું નામ રસાયણશાસ્ત્રી જોન્સ જેકબ બર્ઝેલિયસ દ્વારા આપવામાં આવ્યું હતું. આ નામ ગ્રીક શબ્દ πτyω (હું થૂંકું છું) પરથી આવ્યું છે, કારણ કે આ પદાર્થ લાળમાંથી મેળવવામાં આવ્યો હતો. તે મોટા, અદ્રાવ્ય સ્ટાર્ચના અણુઓને દ્રાવ્ય સ્ટાર્ચ (એમીલોડેક્સટ્રિન, એરિથ્રોડેક્સટ્રિન અને એક્રોડેક્સટ્રિન) માં તોડી નાખશે, જે ક્રમશઃ નાના સ્ટાર્ચ અને આખરે માલ્ટોઝ ઉત્પન્ન કરશે. પટ્યાલિન રેખીય α (1,4) ગ્લાયકોસિડિક જોડાણો પર કાર્ય કરે છે, પરંતુ સંયોજન હાઇડ્રોલિસિસ માટે એક એન્ઝાઇમની જરૂર પડે છે જે શાખાઓવાળા ઉત્પાદનો પર કાર્ય કરે છે. ગેસ્ટ્રિક એસિડ દ્વારા પેટમાં લાળ એમીલેઝ નિષ્ક્રિય થાય છે. પી. એચ. 3 માં સમાયોજિત ગેસ્ટ્રિક રસમાં, 37 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર 20 મિનિટમાં પટ્યાલિન સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય થઈ ગયું હતું. તેનાથી વિપરીત, 50 ટકા એમીલેઝ પ્રવૃત્તિ પીએચ 4.3 પર ગેસ્ટ્રિક રસના સંપર્કમાં આવ્યાના 150 મિનિટ પછી રહી હતી. બંને સ્ટાર્ચ, પટ્યાલિન માટેનું સબસ્ટ્રેટ અને ઉત્પાદન (ગ્લુકોઝની ટૂંકી સાંકળો) તેને ગેસ્ટ્રિક એસિડ દ્વારા નિષ્ક્રિયતા સામે આંશિક રીતે રક્ષણ આપવા સક્ષમ છે. પી. એચ. 3 પર બફરમાં ઉમેરાયેલ પટ્યાલિન 120 મિનિટમાં સંપૂર્ણ નિષ્ક્રિય થઈ ગયું હતું; જો કે, 0.1 ટકાના સ્તરે સ્ટાર્ચના ઉમેરાથી 10 ટકા પ્રવૃત્તિ બાકી રહી હતી, અને 1 ટકાના સ્તરે સ્ટાર્ચના સમાન ઉમેરાથી લગભગ 40 ટકા પ્રવૃત્તિ 120 મિનિટમાં બાકી રહી હતી. ટાયલિન માટે મહત્તમ શરતો મહત્તમ pH-7.0; 5.6-6.9 માનવ શરીરનું તાપમાન-37 ડિગ્રી સેલ્સિયસ ચોક્કસ આયન અને સક્રિયકોની હાજરીઃ ક્લોરાઇડ અને બ્રોમાઇડ-સૌથી અસરકારક આયોડાઇડ-ઓછી અસરકારક સલ્ફેટ અને ફોસ્ફેટ-માનવ લાળ એમીલેઝમાં ઓછામાં ઓછી અસરકારક આનુવંશિક વિવિધતા ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન લાળ એમીલેઝ જનીનનું પુનરાવર્તન થયું છે, અને DNA સંકરણ અભ્યાસો સૂચવે છે કે ઘણી વ્યક્તિઓમાં જનીનનું બહુવિધ પુનરાવર્તન થાય છે. જનીન નકલોની સંખ્યા લાળ એમીલેઝના સ્તરો સાથે સંકળાયેલી છે, જેમ કે માનવ એમીલેઝના એન્ટિબોડીઝનો ઉપયોગ કરીને પ્રોટીન બ્લોટ એસેસ દ્વારા માપવામાં આવે છે. જનીન નકલ સંખ્યા ઉચ્ચ-સ્ટાર્ચ આહારના સ્પષ્ટ ઉત્ક્રાંતિ સંપર્ક સાથે સંકળાયેલી છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક જાપાની વ્યક્તિ પાસે એમીલેઝ જનીનની 14 નકલો હતી (10 નકલો સાથે એક એલીલ અને ચાર નકલો સાથે બીજી એલીલ). જાપાનીઝ આહારમાં પરંપરાગત રીતે મોટી માત્રામાં ચોખાનો સ્ટાર્ચ હોય છે. તેનાથી વિપરીત, બિયાકા વ્યક્તિ છ નકલો (દરેક એલીલ પર ત્રણ નકલો) વહન કરતી હતી. બિયાકા વરસાદી જંગલોના શિકારી-સંગ્રાહકો છે જેમણે પરંપરાગત રીતે ઓછા સ્ટાર્ચવાળા આહારનો ઉપયોગ કર્યો છે. પેરી અને તેમના સાથીઓએ અનુમાન લગાવ્યું હતું કે માનવ ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન સ્ટાર્ચયુક્ત આહારમાં પરિવર્તનના સંયોગથી લાળ એમીલેઝ જનીનની નકલની સંખ્યામાં વધારો થયો હોઈ શકે છે. સ્વાદુપિંડનું એમીલેઝ સ્વાદુપિંડનું α-એમીલેઝ ડેક્સટ્રિન, માલ્ટોઝ અથવા માલ્ટોટ્રિયોઝ પેદા કરવા માટે એમીલોઝના α (1-4) ગ્લાયકોસિડિક જોડાણોને અવ્યવસ્થિત રીતે વિભાજિત કરે છે. તે એનોમેરિક રૂપરેખાંકનની જાળવણી સાથે ડબલ વિસ્થાપન પદ્ધતિ અપનાવે છે. મનુષ્યોમાં, લાળ એમીલેઝ તેની નકલમાંથી વિકસિત થયું છે. પેથોલોજીમાં લાઇપેજ કરતાં એમીલેઝ માટેનું પરીક્ષણ કરવું સરળ છે, જે તેને સ્વાદુપિંડનો સોજો શોધવા અને તેનું નિરીક્ષણ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતું પ્રાથમિક પરીક્ષણ બનાવે છે. તબીબી પ્રયોગશાળાઓ સામાન્ય રીતે સ્વાદુપિંડનું એમીલેઝ અથવા કુલ એમીલેઝને માપશે. જો માત્ર સ્વાદુપિંડનું એમીલેઝ માપવામાં આવે, તો ગાલપચોળિયાં અથવા અન્ય લાળ ગ્રંથિ આઘાત સાથે વધારો નોંધવામાં આવશે નહીં. જો કે, હાજર ઓછી માત્રાને કારણે, આ માપ માટે લોહીનું નમૂના લેતી વખતે સમય મહત્વપૂર્ણ છે. સ્વાદુપિંડનો દુખાવો શરૂ થયા પછી તરત જ લોહી લેવું જોઈએ, નહીં તો તે કિડની દ્વારા ઝડપથી વિસર્જન થાય છે. લાળ α-એમીલેઝનો ઉપયોગ તણાવ માટે બાયોમાર્કર તરીકે અને સિમ્પેથેટિક નર્વસ સિસ્ટમ (SNS) પ્રવૃત્તિના સરોગેટ માર્કર તરીકે કરવામાં આવે છે જેને લોહી ખેંચવાની જરૂર નથી. અર્થઘટન મનુષ્યોમાં પ્લાઝ્માના સ્તરમાં વધારો જોવા મળે છેઃ લાળ આઘાત (એનેસ્થેટિક ઇન્ટ્યુબેશન સહિત) ગાલપચોળિયાં-લાળ ગ્રંથીઓના બળતરાને કારણે પેન્ક્રિયાટાઇટીસ-કોષોને નુકસાનને કારણે જે એમીલેઝ કિડનીની નિષ્ફળતા પેદા કરે છે-ઉત્સર્જનમાં ઘટાડાને કારણે સામાન્ય (યુએલએન) ની ઉપરની મર્યાદાના 10 ગણાથી વધુનું કુલ એમીલેઝ વાંચન સ્વાદુપિંડનો સોજો સૂચવે છે. પાંચથી 10 ગણો યુ. એલ. એન. ઇલિયસ અથવા ડ્યુઓડીનલ રોગ અથવા કિડનીની નિષ્ફળતા સૂચવી શકે છે, અને સામાન્ય રીતે લાળ ગ્રંથિ રોગમાં નીચી ઉંચાઈ જોવા મળે છે. જનીનોની લાળ-AMY1A, AMY1B, AMY1C સ્વાદુપિંડ-AMY2A, AMY2B અનાજમાં α-એમિલેઝ પ્રવૃત્તિને ઉદાહરણ તરીકે, હેગબર્ગ-પેર્ટન ફોલિંગ નંબર, અંકુરિત નુકસાનનું મૂલ્યાંકન કરવા માટેનું પરીક્ષણ અથવા ફેડેબાસ પદ્ધતિ દ્વારા માપવામાં આવે છે. તે ઘઉંમાં થાય છે. ઔદ્યોગિક ઉપયોગ α-એમિલેઝનો ઉપયોગ ઇથેનોલના ઉત્પાદનમાં અનાજના સ્ટાર્ચને આથો લાવવા યોગ્ય શર્કરામાં તોડવા માટે થાય છે. ઉચ્ચ ફળદ્રુપ મકાઈની ચાસણીના ઉત્પાદનમાં પ્રથમ પગલું એ α-એમીલેઝ સાથે કોર્નસ્ટાર્ચની સારવાર છે, જે લાંબા સ્ટાર્ચ પોલિમરને ઓલિગોસેકરાઇડ્સની ટૂંકી સાંકળોમાં વિભાજીત કરે છે. બેસિલસ લાઇકેનિફોર્મિસમાંથી મેળવેલા "ટર્મામાઇલ" નામના α-એમિલેઝનો ઉપયોગ કેટલાક ડિટર્જન્ટમાં પણ થાય છે, ખાસ કરીને વાસણ ધોવા અને સ્ટાર્ચ દૂર કરતા ડિટર્જન્ટમાં. સામાન્ય રીતે એમીલેઝ પરિવારના વધુ ઉપયોગો માટે એમીલેઝ જુઓ. તબીબી ઉપયોગ માટે સંભવિત α-એમીલેઝે બાહ્યકોષીય પોલિમરીક પદાર્થ (ઇ. પી. એસ.) ના માળખાકીય, મેટ્રિક્સ એક્સોપોલીસેકરાઇડ્સની અંદર α (1 → 4) ગ્લાયકોસિડિક જોડાણોને હાઇડ્રોલાઇઝ કરીને પોલીમાઇક્રોબાયલ બેક્ટેરિયલ બાયોફિલ્મ્સનું અધઃપતન કરવામાં અસરકારકતા દર્શાવી છે. બફર અવરોધ ટ્રીસ પરમાણુ સંખ્યાબંધ બેક્ટેરિયલ α-એમીલેઝીસને અટકાવે છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ટ્રીસ બફરમાં થવો જોઈએ નહીં. નિર્ધારણ α-એમીલેઝ પ્રવૃત્તિના નિર્ધારણ માટે ઘણી પદ્ધતિઓ ઉપલબ્ધ છે, અને વિવિધ ઉદ્યોગો વિવિધ પદ્ધતિઓ પર આધાર રાખે છે. સ્ટાર્ચ આયોડિન પરીક્ષણ, આયોડિન પરીક્ષણનો વિકાસ, રંગ પરિવર્તન પર આધારિત છે, કારણ કે α-એમીલેઝ સ્ટાર્ચનું અધઃપતન કરે છે અને સામાન્ય રીતે ઘણા ઉપયોગોમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. સમાન પરંતુ ઔદ્યોગિક રીતે ઉત્પાદિત પરીક્ષણ ફેડેબાસ એમીલેઝ પરીક્ષણ છે, જેનો ઉપયોગ ડિટર્જન્ટ, વિવિધ લોટ, અનાજ અને માલ્ટ ખોરાક અને ફોરેન્સિક જીવવિજ્ઞાન જેવા ઘણા ઉદ્યોગોમાં ગુણાત્મક અને માત્રાત્મક પરીક્ષણ તરીકે થાય છે. એમીલેઝના સુધારેલા રંગીન સૂક્ષ્મ નિર્ધારણનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે જેમાં સ્ટાર્ચનું પાચન સ્ટાર્ચ-આયોડિન રંગમાં ઘટાડા દ્વારા માપવામાં આવે છે. ડોમેન આર્કિટેક્ચર α-એમીલેસીસમાં સંખ્યાબંધ અલગ પ્રોટીન ડોમેન્સ હોય છે. ઉત્પ્રેરક ડોમેનમાં આઠ-ફસાયેલા α/β બેરલનું માળખું હોય છે જેમાં સક્રિય સાઇટ હોય છે, જે β-સ્ટ્રાન્ડ 3 અને α-હેલિક્સ 3 વચ્ચે બહાર નીકળેલા ~ 70-એમિનો એસિડ કેલ્શિયમ-બંધનકર્તા ડોમેન અને કાર્બોક્સિલ-ટર્મિનલ ગ્રીક કી β-બેરલ ડોમેન દ્વારા વિક્ષેપિત થાય છે. કેટલાક α-એમીલેસીસમાં β-શીટ ડોમેન હોય છે, જે સામાન્ય રીતે C ટર્મિનસ પર હોય છે. આ ડોમેન પાંચ-ફસાયેલા વિરોધી સમાંતર β-પત્રક તરીકે ગોઠવવામાં આવ્યું છે. કેટલાક α-એમીલેસીસમાં ઓલ-બીટા ડોમેન હોય છે, જે સામાન્ય રીતે સી ટર્મિનસ પર હોય છે. આ પણ જુઓ પાચન ઉત્સેચક સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ આલ્ફા-એમિલેઝ પ્રોટીન ઇ. સી. 3.2.1 જાણીતા માળખાના ઉત્સેચકો