α-アミラーゼの特徴｜α-1,4結合・Cl⁻・Ca²⁺を国試問題で解説
α-アミラーゼの性質は、臨床検査技師国家試験では必ず押さえておきたいポイントの1です。
特に、
- α-1,4結合とα-1,6結合のどちらに作用する？
- エンド型とエキソ型のどちら？
- Cl⁻とCa²⁺は何に関係する？
- P型とS型ではどちらの分子量が大きい？
といった点を押さえておく必要があります。
これらは、一つずつ別々に覚える必要はありません。
まず、
α-アミラーゼは、多糖類の内部にあるα-1,4-グリコシド結合を切断するエンド型の酵素
と押さえたうえで、Cl⁻、Ca²⁺、P型・S型の特徴を理解しくのがポイントです。
Contents
国試問題｜第68回 臨床検査技師国家試験 午後 問題35
アミラーゼについて誤っているのはどれか。
1．α1,4-グリコシド結合を分解する。
2．活性化にはクロールイオンが必要である。
3．カルシウムイオンを含有する酵素である。
4．膵臓型は唾液腺型よりも分子量が大きい。
5．日本臨床化学会〈JSCC〉勧告法では共役酵素を用いる。
正答は、
4
です。
この問題では、
- α-1,4-グリコシド結合
- Cl⁻
- Ca²⁺
- P型とS型
- 共役酵素
というα-アミラーゼの基本的な性質がまとめて問われています。
以下に、順番に解説していきます。
α-アミラーゼはエンド型でα-1,4結合を切断する
α-アミラーゼは、デンプンやグリコーゲンなどの多糖類を分解する加水分解酵素です。
重要なのは、
多糖類の内部にあるα-1,4-グリコシド結合を切断する
という点です。
糖鎖の内部から結合を切断するため、
α-アミラーゼ＝エンド型酵素
と整理します。
一方、糖鎖の末端から順に作用する酵素をエキソ型酵素といいます。
また、デンプンやグリコーゲンの枝分かれ部分にある、
α-1,6-グリコシド結合には作用しません。
したがって、国試では、
エンド型 → α-1,4結合を切断
をセットで押さえておくとよいでしょう。
Cl⁻とCa²⁺は役割が違う
α-アミラーゼでは、Cl⁻とCa²⁺がどちらも出てくるため、混同しやすいところです。
役割を分けて整理しておきましょう。
Cl⁻はα-アミラーゼの活性化に関与する
ヒトのα-アミラーゼにはCl⁻が結合する部位があり、Cl⁻は酵素活性に関与します。
そのため、国試では、
Cl⁻ → α-アミラーゼの活性化に関与
と押さえます。
第68回の、
活性化にはクロールイオンが必要である。
は正しい記述です。
ただし、
Cl⁻そのものがα-アミラーゼの活性中心を構成している
という意味ではありません。
Cl⁻について詳しく確認したい場合は、「クロールについて正しいのはどれか？｜血中Cl⁻・嘔吐・アニオンギャップを解説【国試対策】」も参考にしてください。
Ca²⁺はα-アミラーゼに結合する
α-アミラーゼにはCa²⁺が結合する部位があり、Ca²⁺は酵素の構造や活性を保つうえで重要です。
したがって、第68回の、
カルシウムイオンを含有する酵素である。
は正しい記述です。
Cl⁻とCa²⁺は、
- Cl⁻ → 活性化に関与
- Ca²⁺ → α-アミラーゼに結合し、構造・活性に重要
と分けておくと混乱しにくくなります。
P型とS型ではS型の方が分子量が大きい
ヒトのアミラーゼには、主に、
- P型：膵型
- S型：唾液腺型
があります。
今回の問題で重要なのは、分子量の大小です。
国家試験では、
S型 ＞ P型
と整理します。
したがって、
膵臓型は唾液腺型よりも分子量が大きい。
は誤りです。
P型・S型については、分子量だけでなく、由来する臓器や疾患との関係も出題されます。
詳しく確認したい場合は、「アミラーゼアイソザイムで正しいのはどれか」も参考にしてください。
JSCC勧告法では共役酵素を用いる
第68回では、
日本臨床化学会〈JSCC〉勧告法では共役酵素を用いる。
という選択肢も出ています。
これは正しい記述です。
共役酵素とは、
目的とする酵素の反応を、測定しやすい別の酵素反応につなぐために利用する酵素
です。
α-アミラーゼ活性の測定でも、共役酵素を利用して測定可能な変化につなげます。
ここでは測定反応を細かく覚える必要はありません。
共役酵素を使う酵素・使わない酵素については、「共役酵素とは？｜JSCC勧告法で使う・使わない酵素を国試問題で解説」にて解説していますので、そちらを確認してください。
第68回の問題に戻ってみよう
ここまで整理すると、第68回の1・2・3・5は正しいと判断できます。
誤っているのは、
4．膵臓型は唾液腺型よりも分子量が大きい。
です。
分子量はS型 ＞ P型なので、正答は4となります。
ここまで理解できたら、少し聞き方を変えた第71回の問題も解いてみましょう。
国試問題｜第71回 臨床検査技師国家試験 午後 問題31
α-アミラーゼで正しいのはどれか。
1．エキソ型酵素である。
2．主に肝臓で代謝される。
3．活性中心に Zn2＋を有する。
4．α-1,6-グリコシド結合に作用する。
5．唾液腺型は膵型より分子量が大きい。
正答は、
5
です。
第68回で整理した内容を使いながら、選択肢を確認してみましょう。
1．エキソ型酵素である。
誤りです。
α-アミラーゼは、多糖類の内部にあるα-1,4-グリコシド結合を切断するエンド型酵素です。
2．主に肝臓で代謝される。
誤りです。
血中のアミラーゼの一部は腎糸球体で濾過され、尿中に排泄されます。
したがって、
「主に肝臓で代謝される」
という記述は誤りです。
3．活性中心に Zn2＋を有する。
誤りです。
α-アミラーゼで押さえておきたい金属イオンはCa²⁺です。
Zn²⁺ではありません。
4．α-1,6-グリコシド結合に作用する。
誤りです。
α-アミラーゼが切断するのは、
α-1,4-グリコシド結合
です。
枝分かれ部分にあるα-1,6-グリコシド結合には作用しません。
5．唾液腺型は膵型より分子量が大きい。
正しいです。
先ほど確認したように、
S型 ＞ P型
です。
したがって、正答は、
5
となります。
国試で押さえるα-アミラーゼの特徴
今回の2問で問われた内容を最後に整理します。
| 項目 | α-アミラーゼの特徴 |
|---|---|
| 作用様式 | エンド型 |
| 切断する結合 | α-1,4-グリコシド結合 |
| α-1,6結合 | 作用しない |
| Cl⁻ | 活性化に関与 |
| Ca²⁺ | α-アミラーゼに結合し、構造・活性に重要 |
| 分子量 | S型 ＞ P型 |
| JSCC勧告法 | 共役酵素を用いる |
特に、
エンド型 → α-1,4結合
と、
Cl⁻ → 活性化、Ca²⁺ → 酵素に結合
をセットで整理しておくと、選択肢を判断しやすくなります。
P型・S型と疾患との関係については別の記事で整理し、この記事ではα-アミラーゼそのものの基本的な特徴を確実にしておきましょう。
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