Растения как перспективные источники ингибиторов амилазы при разработке

В Е С Т Н И К А К А Д Е М И И Н А У К Р Б
Р А С Т Е Н И Я К А К П Е Р С П Е К Т И В Н Ы Е И С Т О Ч Н И К И И Н Г И Б И Т О Р О В А М И Л А З Ы П Р И Р А З Р А Б О Т К Е . . .
олигосахаридов с 6–8 остатками глюкозы, со-
держащие α-1,4- и α-1,6 связи. В расщепле-
нии крахмала участвуют и другие амилолити-
ческие ферменты, однако вклад α-амилазы 
заключается в инициации этого процесса. Че-
ловеческая α-амилаза является ферментом, 
состоящим из 512 аминокислотных остатков, 
с молекулярной массой 57,5 кДа, и разделен-
ным на 3 домена: А, В и С [2; 8; 9]. Для 
α-амилазы характерны слабокислые свойства, 
изоэлектрическая точка колеблется в преде-
лах рН 4,2–5,7, является кальцийзависимым 
ферментом и обычно содержит от 1 до 4 атомов 
кальция. При кислотной или термической 
инактивации α-амилазы ионы Ca
2+
оказыва-
ют стабилизирующее действие. По тер мо ста-
бильности α-амилазы различаются в зависи-
мости от их происхождения: грибная α-ами-
лаза быстрее разрушается при повышенной 
температуре, α-амилаза солода более термо-
ста бильна, самой термоустойчивой α-амила зой 
является бактериальная. Активный каталити-
ческий центр семейства α-ами лаз в большин-
стве случаев представлен амино кис лот ными 
остатками аспарагиновой (Asp) и глютамино-
вой (Glu) кислот, которые действуют в каче-
стве лигандов Ca
2+
. В конформационных из-
менениях субстрата (крахмала) в активном 
центре энзима, по всей вероятности, участву-
ют последовательности аминокислотных 
остатков аргинина, гистидина и тирозина [10; 
11; 12; 13; 14]. Показано, что панкреатические 
и слюнные амилазы обладают высокой степе-
нью гомологии аминокислотной последова-
тельности (97% общей последовательности 
и на 92% схожи каталитические домены). 
Амилаза – белок с третичной структурой, спо-
собный связываться с субстратом и вызывать 
гидролиз α-1,4 гликозидных связей. Актив-
ный центр α-амилазы находится между кон-
цевыми карбоксильными группами и В-доме-
ном. Атомы Са
2+
локализованы между А и В 
доменами и могут выступать в качестве стаби-
лизаторов трехмерной структуры фермента 
и в то же время как аллостерические актива-
торы [5].
Существует 5 подвидов α-амилазы, гены 
которых локализованы в длинном плече 1-й 
хромосомы (1q21) (рис. 3): 
AMY1A
, 
AMY1B
, 
и 
AMY1C –
кодирующие слюнные и 
AMY2A
и 
AMY2B –
кодирующие соответственно пан-
креатические амилазы [2]. У человека число 
копий (CNV) этих генов варьирует от 2 до 15 
на геном соматической 
клетки, и соответственно 
выработка тканями фер-
ментов пропорциональна 
количеству этих копий. 
Установлены межпопуля-
ционные различия по сред-
нему числу копий генов, 
предположительно возник-
шие под действием пози-
тивного отбора при адап-
тации к пи ще, содержа-
щей крахмал [15], что 
хорошо видно на примере 
генетических особенно-
стей корен ных народов 
Крайнего Севера.
Традиционный ра-
цион питания у народов 
Крайнего Севера (саамов, 
ненцев, эскимосов и др.) 
по большей части ограни-
чен мясом и животным 
жиром, их пища содержит 
минимум жизненно необходимых углеводов. 
Выяснилось, что метаболизм углеводов у этих 
народов отличен от метаболизма жителей 
внеарктических регионов: в ходе адаптации 
их организм снизил потребность в экзоген-
ных углеводах, а необходимое их количество 
получает в результате усиленной стимуляции 
гормонов поджелудочной железы (инсулина 
и глюкагона), которые приводят к синтезу не-
обходимых моносахаридов из аминокислот, 
поступающих с пи щевыми белками. По этой 
причине у северян значительно снижена про-
дукция пищеварительных ферментов, расще-
пляющих поли- и дисахариды, т.к. по большей 
части их рацион не содержит последних. В то 
же время пищевые сахара, которые употребля-
ют жители внеарк тических регионов, в основ-
ном представлены дисахаридами (сахароза, 
лактоза) и соот вет ственно у них достаточно 
давно выра боталась система продукции слож-
ных ферментных комплексов, которые спо-
собны быстро расщеплять сложные сахара до 
моносахаров для их быстрого и эффективного 
всасы вания через мембраны кишечной стен-
ки [16].
Вместе с тем на заре глобализации и рас-
пространения европейских традиционных про-
дуктов массового производства повседневный 
рацион питания у коренных северян стал со-
1q21
Рис. 3. Локали зация 
генов α-амилазы 
в длинном плече 
1-й хромосомы че-
ловека

---

2016, том 21, ¹ 1 (81)