Glycation of industrial [alpha]-amylase and glucoamylase under high reducing sugar conditions

การเกิดไกลเคชันของเอนไซม์อัลฟา-อะมัยเลสและกลูโคอะมัยเลสที่ใช้ในอุตสาหกรรมภายใต้ภาวะน้ำตาลรีดิวซ์สูง

Name: Pornpong Sutthirak

MeSH: Kinetics

MeSH: Glucan 1, 4-alpha-Glucosidas

Abstract: Starch hydrolysis by α-amylase and glucoamylase is employed under high reducing sugar and high temperature conditions. Under such conditions, the enzymes can readily undergo glycation leading to the alteration of enzyme properties and functions. Thermostable α-amylase (KLE), mesophilic α-amylase (BAN) and purified glucoamylase (PG) were glycated by saccharides under high reducing sugar and high temperature conditions. The extension of glycation was monitored by the increase in amount of 5-(hydroxymethyl)-2-furfuraldehyde (HMF) released from the glycated protein. The glycation progressed in both soluble and aggregate enzymes with increasing incubation period. The increases in molecular weight (MW), different migration patterns of protein bands on Native-PAGE and the alteration of pI value were observed in glycated KLE. However, the glycation of PG could not be monitored by SDS-PAGE, Native- PAGE and pI value due to the low degree of glycation of this enzyme. The glycation led to the greater thermal stability and wider range of pH tolerance of KLE and PG. This was due to the formation of new interactions (i.e. hydrogen bond, electrostatic interactions and hydrophobic interaction) between saccharide chains and the enzyme molecule. The saccharide chains also limited unfolded space of protein structure resulting in the resistance to thermal treatment. Meanwhile, the glycated BAN showed the contrary effects due to the difference in progressive level of glycation and position of amino acid residues that glycation occurred. The glycation of KLE and BAN did not affect the kinetic parameters. The glycation only led to lower capacity to convert gelatinized cornstarch of BAN. In case of PG, the glycation did not affect the kinetic parameters when maltose was used as substrate. However, the glycation lowered the affinity to bind substrate maltodextrin. The elevation of the rate of maltodextrin hydrolysis and the greater efficiency of glucoamylase to convert the substrate maltodextrin into glucose was observed when the enzyme was glycated

Abstract: การย่อยสลายแป้ง (สตาร์ช) โดยใช้เอนไซม์อัลฟา-อะมัยเลสและกลูโคอะมัยเลสภายใต้ภาวะการมี น้ำตาลรีดิวซ์และอุณหภูมิสูง ทำให้เอนไซม์เกิดไกลเคชันขึ้น นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติและมี ผลกระทบต่อหน้าที่ของเอนไซม์ การศึกษาการเกิดไกลเคชันของเอนไซม์พบว่า ในภาวะการย่อยสลายแป้ง ในอุตสาหกรรม อัลฟา-อะมัยเลสที่ทนร้อน (KLE) และที่ชอบอุณหภูมิปานกลาง (BAN) รวมทั้ง กลูโคอะมัยเลส (PG) เกิดไกลเคชันขึ้น โดยสังเกตจากการเพิ่มปริมาณของ 5-(hydroxymethyl)-2- furfuraldehyde (HMF) ตลอดช่วงระยะเวลาการบ่มเอนไซม์กับน้ำตาลรีดิวซ์ นอกจากนี้ยังพบการเพิ่มขึ้น ของน้ำหนักโมเลกุล การเปลี่ยนรูปแบบการเคลื่อนที่ของแถบโปรตีนบน Native-PAGE และการ เปลี่ยนแปลงค่า pI ของ KLE ที่เกิดไกลเคชันกับมอลโทเด็กซ์ทริน ในขณะที่การเกิดไกลเคชันของ PG อยู่ ในระดับต่ำจนไม่สามารถตรวจพบด้วยวิธีดังกล่าว การเกิดไกลเคชันยังเพิ่มความสามารถในการทนอุณหภูมิ สูงและทนต่อการเปลี่ยนแปลง pH ของ KLE และ PG เนื่องจากการเกิดพันธะหรือแรงอื่นๆ เช่น พันธะ ไฮโดรเจน แรง electrostatic และ แรง hydrophobic ระหว่างโมเลกุลของเอนไซม์และน้ำตาลรีดิวซ์ นอกจากนี้สายของโมเลกุลน้ำตาลที่เกาะติดกับเอนไซม์ยังจำกัดการคลายตัวของเอนไซม์ทำให้เพิ่ม ความสามารถในการทนอุณหภูมิสูง ในขณะที่ BAN ให้ผลในทางตรงกันข้าม ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากระดับ ของการเกิดไกลเคชันรวมทั้งตำแหน่งของกรดอะมิโนที่เกิดไกลเคชันแตกต่างกัน การเกิดไกลเคชันไม่มีผล ต่อค่าทางจลนพลศาสตร์ของ KLE และ BAN อย่างไรก็ตามการเกิดไกลเคชันของ BAN ทำให้ความสามารถ ในการย่อยสลายแป้งลดลง การเกิดไกลเคชันของ PG ไม่มีผลต่อค่าทางจลนพลศาสตร์เมื่อใช้น้ำตาลมอล โตสเป็นสารตั้งต้น ในกรณีที่ใช้มอลโทเด็กซ์ทรินเป็นสารตั้งต้นพบว่า การเกิดไกลเคชันทำให้ ความสามารถในการจับกับสารตั้งต้นลดลง นอกจากนี้ยังพบว่า อัตราการย่อยสลายมอลโทเด็กซ์ทรินและค วามสามารถในการเปลี่ยนให้เป็นกลูโคสเพิ่มสูงขึ้นเนื่องมาจากการเกิดไกลเคชันของเอนไซม์

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Sittiwat Lertsiri

Role: Thesis Advisors

Created: 2009-07-28

Modified: 2010-06-26

Issued: 2009-07-28

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH P836g 2005

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Biotechnology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4338100.pdf	4.37 MB	68	2025-08-24 16:32:08

ใช้เวลา

-0.561104 วินาที