A estrutura da α-amilase pancreática humana a uma resolução de 1,8 Å e comparações com enzimas relacionadas

A estrutura da α-amilase pancreática humana foi determinada a uma resolução de 1,8 A utilizando técnicas de difração de raios X. Descobriu-se que esta enzima é composta por três domínios estruturais. O maior é o Domínio A (resíduos 1-99, 169-404), que forma um cilindro beta paralelo de oito filamentos, em uma das extremidades dos quais estão localizados os resíduos do sítio ativo Asp 197, Glu 233 e Asp 300. Também encontrado nesta proximidade está um íon de cloreto ligado que forma interações com Arg 195, Asn 298 e Arg 337. O Domínio B é o menor (resíduos 100-168) e serve para formar um sítio de ligação de cálcio contra a parede do cilindro beta do Domínio A. Os grupos de proteínas que fazem interações de ligante com este cálcio incluem Asn 100, Arg 158, Asp 167 e His 201. O Domínio C (resíduos 405-496) é composto por uma estrutura beta anti-paralela e está apenas vagamente associado aos Domínios A e B. É notável que o resíduo de glutamina N-terminal da α-amilase pancreática humana sofre uma modificação pós-traducional para formar um derivado de pirrolidona estável que pode oferecer proteção contra outras enzimas digestivas. Comparações baseadas na estrutura da α-amilase pancreática humana com enzimas funcionalmente relacionadas servem para enfatizar três pontos. Primeiro, apesar de esta abordagem facilitar os alinhamentos de sequência primária em relação às numerosas inserções e deleções presentes, no geral há apenas aproximadamente 15% de homologia de sequência entre as α-amilases de mamíferos e fungos. Segundo, em contraste, esses mesmos estudos indicam que uma homologia estrutural significativa está presente e na ordem de aproximadamente 70%. Terceiro, a posição do Domínio C pode variar substancialmente entre as α-amilases. Em termos da enzima suína mais relacionada, há quatro regiões da cadeia polipeptídica (resíduos 237-250, 304-310, 346-354 e 458-461) com conformações significativamente diferentes das que estão na α-amilase pancreática humana. Pelo menos duas dessas podem desempenhar um papel nas especificidades de substrato e padrão de clivagem observados entre essas enzimas. Da mesma forma, as diferenças de aminoácidos entre as α-amilases pancreáticas e salivares humanas foram localizadas e várias dessas ocorrem nas proximidades do sítio ativo.