Мікробні α-амілази: виділення, властивості, практичне застосування

Abstract

α-Амілази — одна з найбільших родин глікозидгідролаз, трансфераз та ізомераз, що належать до клану GH–H. Ферменти цієї родини окрім α-1,4-, α-1,6-зв’язків здатні гідролізувати α-1,1-, α-1,2-, α-1,3-, α-1,5-глікозидні зв’язки, містять 4 незамінні залишки амінокислот (Asp204, Asp206, Glu230, Asp297) і мають (β/α)8 або TIM-barrel каталітичний домен. Обговорюються питання щодо методів виділення і очищення α-амілаз, які охоплюють осадження органічними розчинниками і нейтральними солями, діаліз, ультрафільтрацію, гель-фільтрацію, хроматографію, електрофорез тощо. Наведено сучасні дані щодо можливості продукування α-амілаз мікроорганізмами різних таксономічних груп, зокрема бактерій, мікроміцетів. Докладно висвітлюються фізико-хімічні властивості α-амілаз, їхні рН- та термооптимуми, рН- та термостабільність, молекулярні маси, вплив іонів металів і різних хімічних реагентів. Розглядається можливість використання α-амілаз у різних галузях промисловості (спиртовій, крохмале-патоковій, хлібопекарській, кондитерській, текстильній, паперовій тощо), а також у медицині.

α-Амилазы представляют одно из наибольших семейств гликозидгидролаз, трансфераз и изомераз, входящих в клан GH–H. Ферменты этого семейства наряду α-1,4-, α-1,6-связями способны гидролизовать α-1,1-, α-1,2-, α-1,3, α-1,5-гликозидные связи, содержат 4 незаменимых остатка аминокислот (Asp204, Asp206, Glu230, Asp297) и характеризуются (β/α)8 или TIM-barrel каталитическим доменом. Обсуждаются вопросы, касающиеся методов выделения и очистки α-амилаз, которые включают осаждение органическими растворителями и нейтральными солями, диализ, ультрафильтрацию, гель-ильтрацию, хроматографию, электрофорез. Приведены современные данные относительно возможности продуцирования α-амилаз микроорганизмами разных таксономических групп, в частности бактерий, микромицетов. Детально обсуждаются физико-химические свойства α-амилаз, их рН- и термооптимумы, рН- и термостабильность, молекулярные массы, влияние ионов металлов и различных химических реагентов. Рассматривается возможность использования α-амилаз в разных отраслях промышленности (спиртовой, крахмально-патоковой, хлебопекарской, кондитерской, текстильной, бумажной и др.), а также в медицине.

The a-amylase family is the largest family of glycoside hydrolases, transferases and isomerases, comprising in clаn GH–H. The enzymes of this family, except of α-1,4-, α-1,6-bonds, are able to hydrolyse α-1,1-, α-1,2-, α-1,3-, α-1,5-glycosidic bonds, contain 4 conserved aminoacid residues (Asp204, Asp206, Glu230 и Asp297) and have (β/α)8 or TIM barrel catalytic domain. The questions conserning methods of isolation and purifycation of α-amylases, which include the precipitation of organic solvents and neutral salts, dialysis, ultrafiltration, gel-filtration, chromatography, electrophoresis are discussed. The current data on possibility of α-amylases from different taxonomic groups of microorganisms, in particular, bacteria and micromycetes are given. Physico-chemical properties of α-amylases, its pH- and thermo-optimum, рН- and thermostability, molecular masses, influence of metal ions and different chemical reagents are discussed in detail. It’s shown the possibility of α-amylases usage in different branches of industry — food, detergent, paper, textile, pharmaceutical.