Question

α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化淀粉酶的区别

Answer 1

根据浙科版高中生物学选修一38页淀粉水解流程图的描述，很容易让人误以为三者的作用底物分别为淀粉、糊精和麦芽糖，为了便于理解几类淀粉酶的作用，先需要辨析两组概念：直链淀粉与支链淀粉、α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键。

直链淀粉为无分支的螺旋结构，由葡萄糖残基仅以α-1,4-糖苷键首尾相连而成；支链淀粉的每条链由葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键首尾相连形成，但在分枝处则为α-1,6-糖苷键。

1.α-淀粉酶及其作用

α- 淀粉酶又称内切淀粉酶，是一种需要钙离子的金属水解酶，钙离子与酶蛋白结合表现出活性，螯合剂EDTA处理可使其活性丧失。

α- 淀粉酶能随机水解淀粉内部的α-1,4-糖苷键，但不能水解α-1,6-糖苷键。若底物为直链淀粉，则水解产生葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖；若作用底物是支链淀粉，则水解产物是葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖和包含α-1,6-糖苷键含3个葡萄糖残基以上的α-糊精。

另外，需要说明的一点是，α- 淀粉酶和β淀粉酶中的α和β不表示任何构象关系，只是编号而已。在自然界中产生α- 淀粉酶的方式有很多种，例如微生物发酵是最常用的一种方式。另外，从植物或者动物体内也可以提取这种酶，从不同方式获得的淀粉酶的性质有所不同，在工业生产过程中由于α- 淀粉酶的需求量较大，一般采用真菌和细菌发酵而成。枯草杆菌、芽孢杆菌、吸水链霉菌等都能产生α- 淀粉酶。

2.β-淀粉酶及其作用

β-淀粉酶又称外切淀粉酶，它是一种含有巯基的水解酶。该酶从淀粉的非还原端开始，以两个葡萄糖残基为单位，依次水解α-1,4-糖苷键，产生麦芽糖，它不能水解α-1,6-糖苷键，也就不能越过分枝点而剩下一个很长的糊精，即β-糊精。所以，当β-淀粉酶作用于直链淀粉时，几乎只产生麦芽糖；当作用于支链淀粉时，则产物有麦芽糖、β-糊精。

3.R-酶及其作用

R-酶也叫脱支酶，作用于α-1,6-糖苷键。在脱支酶的作用下，α-糊精和β-糊精种的α-1,6-糖苷键被水解，分支的支链被去除。剩余的直链部分再由α- 淀粉酶和β-淀粉酶作用水解生成麦芽糖和葡萄糖。但是，R-酶不能直接水解处于支链淀粉内部的α-1,6-糖苷键。

4.糖化淀粉酶及其作用

糖化淀粉酶即葡萄糖淀粉酶，是一种能够将淀粉水解成为葡萄糖的酶，其中水解的比例能达到100%，通常被当做淀粉的糖化剂。葡萄糖淀粉酶的专一性不高，对很多物质都适用，它不仅可以从淀粉分子的非还原性末端切开α-1，4- 糖苷键，而且还能切开α-1，6-糖苷键，只是α-1，4- 糖苷键的水解速度更快一些。同时也能水解糊精、麦芽糖、糖原等。水解作用是由底物分子的末端开始的，属于外切酶。