Die Struktur von Amylase, einem Enzym, das Stärke und komplexe Zucker in Einfachzucker abbaut, ist normalerweise recht einfach, aber das Enzym spielt eine wichtige Rolle bei der Verdauung von Kohlenhydraten. Es gibt zwei verschiedene Variationen dieses Moleküls, die als Alpha-Amylase und Beta-Amylase bezeichnet werden. Der menschliche Körper hat zwei Arten von Alpha-Amylase, eine im Speichel und eine in der Bauchspeicheldrüse. Beide Moleküle sind wichtig für die Kohlenhydratverdauung, da der Körper komplexe Zucker und Stärke nicht verdauen kann, ohne sie zuvor abgebaut zu haben. Beta-Amylase kommt im menschlichen Körper nicht vor und kommt normalerweise in Pflanzen und Samen vor.
Während die Struktur und Art der Amylase zwischen den Organismen variieren kann, gibt es einige Eigenschaften, die alle Amylasemoleküle gemeinsam haben. Alpha- und Beta-Amylasen enthalten beide eine Struktur, die als Barrel-Region bezeichnet wird und einen Großteil der Gesamtform des Enzyms beiträgt. Die Enzyme haben auch alle einen wesentlichen Bereich, der als aktives Zentrum bezeichnet wird. Dies ist der Teil des Enzyms, der an einen komplexen Zucker oder eine Stärke bindet, um ihn abzubauen. Der Prozess des Abbaus von Kohlenhydraten im aktiven Zentrum beinhaltet Wechselwirkungen zwischen mehreren Gruppen von Atomen und Ionen, sowohl im aktiven Zentrum als auch auf dem Kohlenhydratmolekül.
Im menschlichen Körper ist die Struktur der Amylase ähnlich, egal ob sie im Speichel oder in der Bauchspeicheldrüse vorkommt. Beide menschlichen Amylase-Varianten sind kleine Moleküle, die aus einer einzigen Kette von Bausteinen bestehen, die als Aminosäuren bezeichnet werden. Die Aminosäurekette bildet drei verschiedene Regionen, die als Domänen bezeichnet werden, und jede Domäne hat eine spezifische biologische Funktion, die den Kohlenhydratabbau unterstützt. Zwei dieser Domänen sind eng miteinander verbunden, während die dritte Domäne zwischen Amylasen erheblich variieren kann. Trotz ihrer Ähnlichkeit sind Speichel- und Pankreasamylasen nicht austauschbar; Pankreas-Amylase beendet normalerweise die Arbeit, die die Speichel-Amylase begonnen hat.
Obwohl die Struktur der Amylase normalerweise einfach ist, gibt es einige Varianten, die deutlich komplexer sind als die meisten. Die meisten Alpha-Amylasen sind in der Länge sehr ähnlich, aber einige falten sich in mehr als die drei gemeinsamen Domänen. Einige Beta-Amylasen sind im Vergleich zu Alpha-Amylasen enorm und enthalten vier separate Aminosäureketten anstelle einer. In diesem Fall wird eine viermal größere Amylasestruktur als die meisten anderen aufgebaut. Viele bekannte Nahrungspflanzen enthalten diese Art von Amylase, einschließlich Gerste, Sojabohnen und Süßkartoffeln, aber die Größe des Amylase-Moleküls trägt nicht dazu bei, die ernährungsphysiologischen Eigenschaften der Pflanze zu verbessern oder zu beeinträchtigen.