말테이스
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1. 개요
말테이스는 복합 탄수화물을 포도당으로 분해하는 글리코사이드 가수분해효소의 일종이다. 말테이스를 코딩하는 유전자에는 산성 알파-글루코시다아제, 말타아제-글루코아밀라아제, 수크라아제-이소말타아제, 알파-아밀라아제 1 등이 있다. 말테이스는 맥아당을 분해하며, 빵 제조, 맥주 및 청주 양조 등에 산업적으로 활용된다. 말테이스 결핍증인 산성 말테이스 결핍증(AMD)은 폼페병으로도 알려져 있으며, 글리코겐 축적으로 인해 발생한다. 1833년 안셀름 파옌과 장프랑수아 페르소즈가 전분을 포도당으로 전환시키는 맥아 추출물을 발견하면서 말테이스 연구가 시작되었다.
말테이스는 복합 탄수화물의 α-글루코사이드 결합을 단순한 포도당 분자로 분해하는 역할을 하는 글리코사이드 가수분해효소 13 패밀리의 구성원이다.[3] 포도당 분자는 세포 호흡 중에 세포가 에너지를 생산하기 위한 "음식"으로 사용된다.
모든 FamilyGH13 효소의 메커니즘은 α-글루코시데이스 결합을 가수분해하여 끊는 것이다.[9] 말테이스는 2개의 포도당 단위 사이의 연결인 이당류인 맥아당을 α-(1->4) 결합에서 분해하는 데 중점을 둔다.[9] 가수분해 속도는 기질(탄수화물 크기)의 크기에 의해 제어된다.[9]
알파-아밀라아제는 전분 분해에 중요한 기능을 수행하므로 제빵 산업에서 빵의 품질을 향상시키기 위한 풍미 증진 수단으로 사용된다.[4] 알파-아밀라아제가 없으면 효모는 발효할 수 없다.[6]
산성 말테이스 결핍증(AMD)는 폼페병으로도 알려져 있으며, 1932년 네덜란드 병리학자 JC 폼페에 의해 처음 기술되었다.[10][11] AMD는 성 염색체와 무관한 상염색체 열성 질환으로, 신체의 거의 모든 유형의 세포 내 리소좀 액포 내에 과도한 양의 글리코겐이 축적되는 특징을 보인다.[10][11][12] 이는 근육 조직에 영향을 미치는 더 심각한 글리코겐 축적 질환 중 하나이다.[13]
말테이스 발견의 역사는 나폴레옹 보나파르트가 1806년 "베를린 칙령"을 통해 대륙 봉쇄령을 선포하면서 시작되었다. 이는 설탕의 대체 자원을 찾기 위한 탐구를 촉발했다.[8] 1833년 프랑스 화학자 안셀름 파옌과 장프랑수아 페르소즈는 당시에 디아스타아제라고 불린, 전분을 포도당으로 전환시키는 맥아 추출물을 발견했다.[8] 1880년, H.T. 브라운은 점막 말테이스 활성을 발견하고 이를 현재 아밀라아제로 불리는 디아스타아제와 구별했다.[2] 1960년대 단백질 화학의 발전은 아르네 달크비스트와 조르지오 세멘자가 소장 말테이스 활성을 분획하고 특성화할 수 있도록 했다. 두 연구팀은 수크라아제-이소말테아제와 말테아제-글루코아밀라아제라는 두 가지 다른 펩타이드 구조에 내재된 네 가지 주요 말테이스 활성 분획이 있다는 것을 보여주었다.[1][2][8][9] 50년 후, 유전체 시대에 접어들면서 점막 전분 가수분해효소의 클로닝과 염기서열 분석은 달크비스트와 세멘자의 발견을 확증했다.[8]
흡혈박쥐는 내장의 말타아제 활성을 보이지 않는 것으로 알려진 유일한 척추동물이다.[14]
[1]
논문
Metabolic Impacts of Maltase Deficiencies
2018-06
2. 구조
다음은 말테이스를 코딩할 수 있는 유전자이다.3. 메커니즘
4. 산업적 응용
말토스-글루코아밀라아제는 전분을 말토스로 절단할 수 있어 발효원으로 흔히 사용되며, 이 말토스는 맥주와 청주를 양조하는 데 사용된다.[4]
양조 외에도, 말토스 글루코아밀라아제는 α-글루코시데이즈 연결의 가수 분해를 막기 위해 특정 억제제를 도입하여 연구되었다. 연결의 분해를 억제함으로써 과학자들은 당뇨병 치료에 더 효율적이고 독성이 적은 약물을 개발하고자 한다.[7]
5. 말테이스 결핍증
AMD는 영향을 받는 개인의 증상 발현 연령을 기준으로 세 가지 유형으로 분류된다. 영아형(A형), 소아형(B형), 성인형(C형)이 있다. AMD의 유형은 17q23에 위치한 유전자 돌연변이 유형에 따라 결정된다. 돌연변이 유형은 산성 말테이스의 생산 수준을 결정한다. AMD는 매우 치명적이다. A형은 일반적으로 1세 이전에 심부전으로 사망한다. B형은 3세에서 24세 사이에 호흡 부전으로 사망한다. C형은 증상 발현 후 10~20년 사이에 호흡 부전으로 사망한다.[13]
6. 역사
7. 비교 생리학
참조
[2]
논문
Contribution of mucosal maltase-glucoamylase activities to mouse small intestinal starch alpha-glucogenesis
2007-07
[3]
웹사이트
Glycoside Hydrolase Family 13 - CAZypedia
https://www.cazypedi[...]
2021-03-06
[4]
논문
The maltase-glucoamylase gene: common ancestry to sucrase-isomaltase with complementary starch digestion activities
2003-02
[5]
논문
Alpha-amylase 1A copy number variants and the association with memory performance and Alzheimer's dementia
2020-11
[6]
웹사이트
Maltase: Baking Ingredients.
https://bakerpedia.c[...]
2021-01-14
[7]
논문
The effect of polyhydroxylated alkaloids on maltase-glucoamylase
2013
[8]
논문
The History of Maltose-active Disaccharidases
2018-06
[9]
웹사이트
Maltase
http://worthington-b[...]
Worthington Biochemical Corporation
[10]
웹사이트
Maltase
http://worldofenzyme[...]
2012
[11]
논문
Acid Maltase Deficiency Myopathy.
https://emedicine.me[...]
Medscape
2020-12-05
[12]
웹사이트
Lysosomal Acid Alpha-Glucosidase Deficiency (Pompe Disease, Glycogen Storage Disease II, Acid Maltase Deficiency)
https://www.uptodate[...]
2020-12-20
[13]
간행물
Acid maltase deficiency
https://www.encyclop[...]
Encyclopedia.com
2021-03-05
[14]
논문
Diet and the evolution of digestion and renal function in phyllostomid bats
http://www.uwyo.edu/[...]
2001
[15]
웹사이트
Maltase - Definition from the Merriam-Webster Online Dictionary
http://www.merriam-w[...]
2009-04-06
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