アルカリ性アミラーゼ

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アミラーゼは、デンプンおよびグリコーゲンを加水分解する酵素の総称である。一般に、織物上のデンプン糊（サイズ剤）をアミラーゼにより加水分解し、糊抜き（デサイジング）を行う。アミラーゼは高い反応効率と基質特異性を有するため、酵素糊抜きは糊抜き率が高く、処理が迅速である。汚染負荷が小さく、酸法・アルカリ法に比べて製品風合いが柔らかく、繊維を損傷しにくい。アミラーゼには多様な種類があり、素材に応じて設備構成が異なり、工程フローも変化する。現在用いられている糊抜き方法には、浸漬法、堆積法、ジッガー染色法、連続洗浄法などがある。アミラーゼ糊抜きは機械的作用が小さいため用水量が少なく、低温条件下でも糊抜き効果を得られ、環境配慮型の特長を有する。

図1．アミラーゼのタンパク質構造。

アルカリ性アミラーゼ

アルカリ性アミラーゼは、アルカリ性環境（pH 9.0～11.0）で安定な加水分解酵素であり、α-1,4-グリコシド結合を切断することでデンプンを効率的に加水分解する。アルカリ性アミラーゼは、繊維の糊抜き、洗剤への配合などの分野で利用される。研究により、繊維糊抜き分野におけるアルカリ性アミラーゼの適用は、処理時間の大幅な短縮、環境汚染の低減、ならびに織物自体への損傷の最小化に寄与することが示されている。これにより繊維前処理工程の効率が大きく向上し、生産における経済性の最大化が実現される。将来的に繊維前処理工程の高度化・迅速化を推進する上で重要な酵素製剤の一つである。現在、アルカリ性アミラーゼの研究は主として、生産菌株のスクリーニング、酵素の分離・精製、酵素特性の検討に焦点が当てられている。アルカリ性アミラーゼを繊維糊抜き工程および洗剤配合工程に用いる場合、強い耐酸化性と高い触媒効率が求められる。しかし、野生型アルカリ性アミラーゼは耐酸化性が低く触媒効率も十分ではないため、耐酸化性および触媒効率を向上させる目的で分子改変が必要となる。

臨床的意義

血清アミラーゼの上昇は急性膵炎でより一般的に認められ、急性膵炎の重要な診断指標の一つである。発症後6～12時間で活性が上昇し始め、24時間でピークに達し、48時間で低下し始め、3～5日で正常化する。アミラーゼ活性の上昇程度は膵障害の程度と必ずしも相関しないものの、上昇が大きいほど急性膵炎の可能性が高い。そのため、急性膵炎の診断指標としてアミラーゼは依然として優先的に用いられているが、特異度および感度は十分に高いとはいえない。急性膵炎が疑われる場合には、患者の血清および尿アミラーゼ活性を継続的かつ動的に観察し、臨床所見および膵リパーゼ、トリプシン等の測定を含む他の検査と併せて診断を行うべきである。

参考文献

1. Ramasubbu N.; et al. Structure of human salivary alpha-amylase at 1.6 Å resolution: implications for its role in the oral cavity. Acta Crystallographica D. 1996, 52 (3): 435–446.
2. Rejzek M.; et al. Chemical genetics and cereal starch metabolism: structural basis of the non-covalent and covalent inhibition of barley β-amylase. Molecular BioSystems. 2011, 7 (3): 718–730.