인간 췌장 알파-아밀라제의 구조를 1.8 Å 분해능에서 확인하고 관련 효소들과 비교하다

인간 췌장 알파-아밀라제의 구조는 X선 회절 기법을 사용하여 1.8 Å 분해능으로 결정되었습니다. 이 효소는 세 가지 구조적 도메인으로 구성된 것으로 나타났습니다. 가장 큰 것은 도메인 A(잔기 1-99, 169-404)로, 중앙에 여덟 개의 가닥이 평행한 베타-배럴을 형성하며, 한쪽 끝에는 활성 부위 잔기인 Asp 197, Glu 233, Asp 300이 위치해 있습니다. 이 인근에는 Arg 195, Asn 298, Arg 337와 리간드 상호작용을 형성하는 결합된 염소 이온도 발견됩니다. 도메인 B는 가장 작으며(잔기 100-168) 도메인 A의 베타-배럴 벽에 대한 칼슘 결합 부위를 형성하는 역할을 합니다. 이 칼슘과 리간드 상호작용을 하는 단백질 그룹에는 Asn 100, Arg 158, Asp 167, His 201이 포함됩니다. 도메인 C(잔기 405-496)는 반평행 베타 구조로 구성되어 있으며 도메인 A와 B와는 느슨하게 연결되어 있습니다. 인간 췌장 알파-아밀라제의 N-말단 글루타민 잔기는 포스트 번역 수정 과정을 거쳐 다른 소화 효소로부터 보호할 수 있는 안정된 피롤리돈 유도체를 형성하는 것이 주목할 만합니다. 인간 췌장 알파-아밀라제와 기능적으로 관련된 효소들 간의 구조 기반 비교는 세 가지 점을 강조합니다. 첫째, 이 접근법이 여러 삽입 및 결실을 고려한 기본 서열 정렬을 용이하게 하지만, 전체적으로 포유류와 곰팡이 알파-아밀라제 간에는 약 15%의 서열 동질성을 가지고 있습니다. 둘째, 대조적으로, 이러한 동일한 연구들은 유의미한 구조적 동질성이 존재하며 약 70% 정도라는 것을 나타냅니다. 셋째, 도메인 C의 위치는 알파-아밀라제 간에 상당한 차이를 보일 수 있습니다. 더 밀접하게 관련된 돼지 효소의 경우, 잔기 237-250, 304-310, 346-354 및 458-461의 네 가지 폴리펩타이드 사슬 영역이 인간 췌장 알파-아밀라제와 현저히 다른 형태를 가지고 있습니다. 이들 중 적어도 두 개는 이러한 효소 간의 관찰된 차별적 기질 및 절단 패턴 특이성에 역할을 할 수 있습니다. 마찬가지로 인간 췌장 및 침 샘의 알파-아밀라제 간의 아미노산 차이가 지역적으로 확인되었으며, 이 중 여러 개가 활성 부위 인근에서 발생합니다.