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효소enzyme 당질가수분해효소
2013-08-23 10:23:52
이엠생명과학연구원

가수분해 효소 (Hydrolase)

당질가수분해효소

 

1. Amylase Amylase(전분가수분해효소)는 녹말의 α-1,4-결합 또는 α-1,6-결합을 가수분해하는 효소이다.

이들은 여러 종류가 있다. 이 중 β-amylase도 미생물에서 발견된다. 이 외에 amylase와 관련된 몇 개의 transfer amylase가 미생물에서 발견된다. 즉 schardinger dextrin을 만드는 amylase(Bac. macerans), maltose에서 녹말같은 다당류를 만드는 amylomaltose(E. coli), dextran을 만드는 dextran dextrinase (Aerobacter속)와 maltose를 분해하여 α-1,6-결합을 생성하는 maltose oligosaccharide transglucosidase(곰팡이, 세균) 등이 있다. 이상 여러가지 중 공업적으로 생산되는 것은 α-amylase, glucoamylase와 maltose oligosaccharide transglucosidase이다.

 

(1) Amylase의 자원 : 녹말은 식물, 동물 등의 저장 에너지원으로서 자연계에 다량으로 존재되는 물질이다. 따라서 녹말을 분해하는 amylase도 생물계에 널리 분포되어 있다. Amylase는  고등식물, 동물, 미생물 등 자연계에 널리 분포되어 있다. 맥아에는 amylase가 많아 이것을 정제한 것을 diastase라고 한다. 또 고구마에도 상당량의 β-amylase가 있고 콩에도 β-amylase가 많아 좋은 자원이기도 하다. 동물의 타액, 췌액 등에는 α-amylase가 있고 세균, 효모, 곰팡이 등의 미생물에도 존재되어 있다. 특히 세균에서는 강력한 α-amylase를 생성하고(보기 : Bacillus subtilis), 곰팡이에도 α및 β-amylase가 분비되고 있다. 또 Endomycopsis 속에서는 α-amylase를 생산하며 Oospora 속의 전분의 α-amylase는 α-1,4결합만을 가수분해한다.

 

 (2) Amylase의 분류 : Amylase의 분해형식이 밝혀짐에 따라 각종의 amylase로 분류하였고 작용 메카니즘과 단백질 화학의 양면의 연구로 대별한다. α-amylase(α-1,4-glucan glucanohydrolase, EC 3, 2, 1, 1)는 endo type 효소로서 녹말의 α- 1,4-glucoside 사슬을 임의적으로 분해하고 α-1,6 결합은 거의 분해하지 않는다. 그 결과 녹말의 점도를 급속히 저하시켜 반응액의 요오드액 반응은 청→자→적→황으로 변화된다. 최종 분해생성물은 maltose, oligosaccharide(dextrin)와 소량의 glucose이다. 또 생성된 환원당은 광학적으로 α형이기 때문에 이를 α-amylase라 부르게 된 것이다. β-Amylase(α-1,4-glucan maltohydrolase, EC 3, 2, 1, 2)는 exo type효소로서 녹말의 α-1,4 -glucoside 사슬의 비환원성 말단에서 순차적으로 분해시켜 β-maltose를 유리한다. Amylopectin과 glycogen의 α-1,6-glucoside 결합에 이르게 되면 분해는 끝나게 된다. 이 부분이 β-limit dextrin이다. 이 중 몇 종류의 효소는 결정화되어 그 주요성질은 다음과 같다. α-Amylase는 일반적으로 활성이 나타나자면 Ca2+를 필요로 하고, 또 동시에 Ca2+에 의하여 안정화된다. 그러나 어떤 종류의 세균이나 Rhizopus 속의 곰팡이의 α-amylase는 안정성에 Ca2+를 필요로 하지 않는 것도 있다.




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