Гидролиз крахмала a-амилазами

Фермент Амилаза

Выполнил студент гр. АМ-24 _________________ /Свинин В.К./

(подпись)

Проверил _________________ / Бачило И.А/

(подпись)

Киров 2013

Содержание

Введение…………………………………………………………3

Содержание………………………………………………………4

Заключение………………………………………………………..7

Список использованной литературы……………………………8

Введение

Ферменты — сложные органические вещества, которые образуются в живой клетке и играют важную роль катализатора всех процессов, происходящих в организме. Фермент - от лат. fermentum – закваска. Происхождение термина связано с тем, что первоначально ферментативные процессы были открыты и изучены в бродильном производстве. В каждой клетке имеются сотни различных ферментов. С их помощью осуществляются многие химические реакции, которые могут с большой скоростью идти при температурах,

подходящих для данного организма, т.е. в пределах от 5 до 400 С. Чтобы эти реакции с той же скоростью протекали вне организма, потребовались бы высокие температуры и резкие изменения некоторых других условий. Для клетки это означало бы гибель, так как вся работа клетки строится таким образом, чтобы избежать любых сколько-нибудь заметных изменений в нормальных условиях ее существования. Тема моего реферата – амилаза.

Амилазы (от лат. amylum - крахмал), ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролиз крахмала, гликогена и др. родственных олиго- иполисахаридов, гл. обр. по 1,4 глюкозидной связи (см., напр., схему в ст. О-Гликозидгидролазы). При приготовлении дрожжевого теста дрожжиразлагают крахмал с помощью амилазы до ди- и трисахаридов, которые потом используются в жизнедеятельности, образуя в результате спирт,углекислый газ (CO₂) и другие метаболиты, которые придают хлебу специфический вкус и «поднимают» тесто. Однако, это длительный процесс, поэтому в современных технологиях амилаза используется как одно из важных составляющих специальной добавки, ускоряющий процесс брожения. Бактериальная амилаза используется в стиральных порошках для разложения крахмала, присутствующего в белье.

А. (мол. м. 50 тыс.) участвует в гидролизе сахаров, содержащих подряд три или более остатков глюкозы. Расщепление связей может происходить между любыми остатками глюкозы, причем остатки моносахаридов в месте разрыва имеют конфигурацию аномеров. А. превращает амилозу крахмала в глюкозу и мальтозу. Находящийся в крахмале амилопектин, содержащий в молекуле 1,6 связи, полностью не гидролизуется - остается разветвленный полисахарид, т. наз. "остаточный декстрин". А. обладает слабокислыми св-вами. Ионы Са²⁺ и Cl^-активируют ее. Присутствует во всех тканях животных и растений, а также в микроорганизмах. По каталитич. активности ферменты из разных источников значительно отличаются друг от друга. А. слюны, поджелудочной железы и слизистой кишечника участвуют в переваривании пищи, А. печени расщепляет гликоген.

A-Амилазы

Роль a-амилаз при гидролизе крахмала исключительно велика. Из трёх основных функций при действии на клейстеризованный крахмал (разжижение, декстринизация, осахаривание) разжижение и декстринизация зависят от a-амилаз. Они атакуют не только клейстеризованный, но и нативный крахмал, разрушая крахмальные зёрна.

a-Амилазы различного происхождения имеют много общих свойств: хорошо растворяются в воде или в сильно разбавленных растворах солей. Более концентрированные растворы солей (например 20-30% — ные растворы сульфата аммония) вызывают осаждение этих ферментов. a-Амилазы легко растворяются в разбавленных растворах этилового спирта, но осаждаются при его концентрации в среде свыше 60%. Белок a-амилаз обладает слабокислыми свойствами; изоэлектрическая точка ферментов колеблется в пределах рН 4,2 – 5,7. Молекулярная масса солодовой a-амилазы 60000, a — амилаз микроскопических грибов – 45000-50000. Многие из известных a-амилаз получены либо в высокоочищенном, либо в кристаллическом виде.

Ионы кальция оказывают стабилизирующее действие на a-амилазы. Это впервые было обнаружено Воллерштейном, затем потверждено Накамурой. В настоящее время это явление отмечено почти для всех амилаз. Однако теоретически этот вопрос применительно к промышленному гидролизу крахмала до сих пор не разработан.

Гидролиз крахмала a-амилазами

a-Амилазы действуют на a-1,4 –гликозидные связи, расщепляют амилозу внутри её цепи, в результате чего с большой скоростью образуются низкомолекулярные продукты гидролиза – нормальные a-декстрины. Их дальнейший гидролиз даёт мальтозу, мальтотриозу и глюкозу. Было найдено, что расщепление a-1,4-глюкозидных связей в амилозе носит случайный характер иподчиняется закону статистического распределения продуктов реакции. Расщепление более мелких фракций на последнем этапе амилоза носит уже не случайный характер – действие фермента направлено лишь на определённые a-1,4-гликозидные связи. В конечном счёте a-амилазы превращают амилозу в мальтозу и глюкозу, хотя и отмечены некоторые несущественные различия в динамике гидролиза этими ферментами указанного субстрата.

Бендецкий, Яровенко по изменению вязкости и восстанавливающей способности гидролизатов крахмала оценивали действие (множественность атаки) a-амилазы Bac. Subtilis на растворимый крахмал. Авторы наблюдали существенное различие вязкость –восстанавливающая способность при кислотном и ферментативном гидролизе крахмала. Это дало основание сделать заключение, что при кислотном гидролизе деградация крахмала происходит беспорядочно, а при действии a-амилазы осуществляется множественная атака на субстрат, приводящая к образованию олигомеров на первой стадии деградации.

Разрыв цепей амилопектина осуществляется между a-1,6 — глюкозидными связями. Отщепление декстринов, содержащих 15 и более гликозидных остатков, идёт с большей скоростью, в то время как конечное осахаривание существенно замедляется. Продукты гидролиза, содержащие a-1,4 — глюкозидные связи, являются нормальными a-декстринами и состоят из 6-13 глюкозидных остатков. Остаточные декстрины, содержащие большое количество a-1,6-связей, обазначаются как аномальные конечные декстрины. Установлено, что a-1,6-связи не только не расщепляются a-амилазой, но и являются стерическим препятствием для гидролиза a-1,4-связей, находящихся в непосредственной близости к a-1,6-связям. Наименьшим предельным декстрином в конце гидролиза амилопектина амилазой слюны был найден тетрасахарид, солодовой амилазы – паноза, т. е устойчивым к расщеплению в первом случае были две a-1,4-глюкозидные связи, во втором – лишь одна.

Заключение

Разобрав поставленную задачу, изучение специфичности амилазы можно выделить следующее выводы:

1. Фермент амилазы слюны, осуществляет гидролиз крахмала до мальтозы. Амилаза действует на -1,4 -гликозидные связи, расщепляют амилозу внутри её цепи, в результате чего с большой скоростью образуются низкомолекулярные продукты гидролиза - нормальные -декстрины. Их дальнейший гидролиз даёт мальтозу, мальтотриозу и глюкозу. Расщепление -1,4-глюкозидных связей в амилозе носит случайный характер и подчиняется закону статистического распределения продуктов реакции. Расщепление более мелких фракций на последнем этапе амилоза носит уже не случайный характер - действие фермента направлено лишь на определённые -1,4-гликозидные связи. В конечном счёте - амилазы превращают амилозу в мальтозу и глюкозу. Уменьшение количества крахмала является признаком ферментативной реакции.

2. Амилазы специфичны у разных видов организмов. Физиологическая роль их состоит в мобилизации запасов полисахаридов в клетках (например, при прорастании семян).

3. Ионы тяжелых металлов, сильные кислоты, щелочи, спирт блокируют деятельность фермента, являются ингибиторами. Хлорид - ионы повышают активность фермента, являются активаторами. Активаторы стимулируют действие ферментов, но в отличие от коферментов не принимают участия в реакции.

Литература

Алейникова Т.Л., Рубцова Г.В. «Руководство к практическим занятиям по биологической химии». М.: Высшая школа 1988 г.

Жеребцов Н.А. «Амилолитические ферменты в пищевой промышленности». М.: Лёгкая и пищевая промышленность 1984 г.

А. Ленинджер «Биохимия». 1976 г.

.Официальный сайт WWW.ХИМИК.RU канд. техн. наук А.Г. Пестов.2008г.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: