マルターゼまた、αグルコシダーゼ、マルターゼ酸、グルコースインベルターゼ、glucosidosucrasa、αグルコシダーゼリソソームまたはマルターゼ-グルコアミラーゼとして知られているが、消化の最終工程中腸上皮細胞におけるマルトースの加水分解に関与する酵素であります澱粉の。
それは、加水分解酵素のクラス、特にグリコシダーゼのサブクラスに属し、グルコース残基間のα-グルコシド結合を破壊することができます（EC。3.2.1.20）。このカテゴリーは、α-1,4結合によって結合された末端グリコシドのエキソ加水分解に特異性が向けられているいくつかの酵素をグループ化します。
マルターゼ触媒反応。左側はマルトース分子、右側は加水分解により生じた2つのグルコース分子（出典：Dapantazis .jpg（Wikimedia Commons経由））
一部のマルターゼは多糖類を加水分解できますが、速度ははるかに遅くなります。一般に、マルターゼの作用後、α-D-グルコース残基が放出されますが、同じサブクラスの酵素はβ-グルカンを加水分解して、β-D-グルコース残基を放出することができます。
マルターゼ酵素の存在は1880年に最初に実証され、現在では哺乳類だけでなく、酵母や細菌などの微生物だけでなく、多くの高等植物や穀物にも存在することが知られています。
これらの酵素の活性の重要性の例は、ビールやパンの生産に関与する微生物であるSaccharomyces cerevisiaeに関連しています。これは、マルトース酵素があり、その生成物が製品に代謝されるという事実により、マルトースとマルトトリオースを分解することができます。この微生物の特徴的な発酵。
特徴
哺乳類で
マルターゼは、腸の刷毛細胞の膜に関連する両親媒性タンパク質です。酸性マルターゼとして知られるアイソザイムも知られており、リソソームに位置し、マルトースとα-1,4結合だけでなく、異なる基質上の異なるタイプのグリコシド結合を加水分解することができます。両方の酵素は多くの構造的特徴を共有しています。
リソソーム酵素は約952アミノ酸長で、グリコシル化とN末端およびC末端のペプチドの除去によって翻訳後処理されます。
ラットおよびブタの腸からの酵素で行われた研究は、これらの動物において酵素がいくつかの物理的特性の点で互いに異なる2つのサブユニットからなることを確立しています。これらの2つのサブユニットは、タンパク質分解により切断される同じポリペプチド前駆体から生じます。
ブタやラットとは異なり、人間の酵素には2つのサブユニットがありませんが、単一の高分子量で高度にグリコシル化されています（NおよびOグリコシル化による）。
酵母で
MAL62遺伝子によってコードされる酵母マルターゼは68 kDaであり、単量体として存在し、広範囲のα-グルコシドを加水分解する細胞質タンパク質です。
酵母では、5つの異なる染色体のテロメアゾーンに5つのアイソザイムがコードされています。ＭＡＬ遺伝子の各コード遺伝子座は、まるでそれがオペロンであるかのように、パーミアーゼおよび調節タンパク質を含む、マルトース代謝に関与するすべての遺伝子の遺伝子複合体も含む。
植物で
植物に存在する酵素は50℃以上の温度に敏感であることが示され、そのマルターゼは発芽および非発芽穀物で大量に発生します。
さらに、デンプンの分解中、この酵素は他のオリゴ糖に作用しないため、マルトースに特異的ですが、常にグルコースの形成で終わります。
合成
哺乳類で
人間の腸のマルターゼは、単一のポリペプチド鎖として合成されます。マンノース残基が豊富な炭水化物は、グリコシル化によって翻訳時に追加されます。これは、タンパク質分解から配列を保護しているようです。
この酵素の生合成に関する研究は、小胞体の「膜結合」状態で高分子量分子として組み立てられ、その後膵臓酵素によって処理され、ゴルジ複合体。
酵母で
酵母では、5つの異なる染色体のテロメアゾーンに5つのアイソザイムがコードされています。各MAL遺伝子コード遺伝子座は、パーミアーゼや調節タンパク質など、マルトース代謝に関与するすべての遺伝子の遺伝子複合体も含みます。
バクテリアで
大腸菌などの細菌のマルトース代謝システムは、特に基質上の調節、トランスポーター、および酵素活性タンパク質の合成に関与するオペロンの遺伝的組織（マルターゼ）において、ラクトースシステムと非常に似ています。 ）。
特徴
マルターゼなどの酵素の存在が検出されたほとんどの生物では、この酵素は同じ役割を果たします。より容易に代謝される可溶性炭水化物製品を得るために、マルトースなどの二糖類を分解します。
哺乳類の腸では、マルターゼがデンプン分解の最終段階で重要な役割を果たします。この酵素の欠乏は、一般的にグリコーゲンの貯蔵に関連するタイプIIグリコーゲン症などの状態で見られます。
バクテリアや酵母では、このタイプの酵素によって触媒される反応は、発酵の目的であろうとなかろうと、解糖経路に入るグルコースの形で重要なエネルギー源を表します。
植物では、マルターゼはアミラーゼと共に、「眠っている」種子の胚乳の分解に関与し、発芽の前提条件として、植物成長調節ホルモンであるジベレリンによって活性化されます。
さらに、日中の多くの一時的なデンプン生産植物には、夜間の代謝の中間体の分解に寄与する特定のマルターゼがあり、葉緑体がこれらの生物の主要なマルトース貯蔵部位であることがわかっています。
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