アミラーゼとは？消化酵素の定義・種類（α・γ）と働き・pH・分布（唾液・膵液）
アミラーゼの基礎からα・γの違い、最適pH、唾液・膵液・胃での働きまで分かりやすく解説。消化の仕組みをすぐ理解。
デンプンを体内で利用できる糖に分解する酵素です。 アミラーゼは単一の酵素名ではなく、動物・植物・菌類で働く、似た働きをする酵素群を指します。ヒトでは主にα-アミラーゼが消化に関与しますが、酸性で活性を示すタイプなども知られ、広い意味で分類すると複数の型があります。
種類（α・β・γ とヒトでの区別）
- α-アミラーゼ：ヒトを含む多くの動物で主要な消化酵素。唾液や膵臓から分泌される型（ヒトでは遺伝子名でAMY1・AMY2など）が代表的です。
- β-アミラーゼ：主に植物や微生物で見られ、末端から順に糖を切り出す作用（外切作用）を持ちます。ヒトでは主要な役割はありません。
- γ-アミラーゼ（酸性型）：一部の微生物や酸性環境で活性を示すアミラーゼ。ヒトでは酸性下で働けるアミラーゼ活性が報告されることがありますが、主要な消化酵素はα型です。
α-アミラーゼの働き（消化過程）
α-アミラーゼは主にα-1,4結合をランダムに切断するエンド型の酵素です。これにより、長いデンプン鎖を取り込み、二糖や三糖、さらに短いオリゴ糖（いわゆるlimit dextrins）に分解します。具体的にはデンプンを分解して、部分的に麦芽糖に変換したり、マルトトリオース（3糖）を生成します。
ヒトのα-アミラーゼは口腔内の唾液と膵液に含まれます。口の中でデンプンの分解が始まり、小腸で膵液中のα-アミラーゼによりさらに分解が進み、最終的にマルターゼやイソマルターゼなどの酵素で単糖（グルコース）にまで分解され吸収されます。
pHと酵素活性
α-アミラーゼの至適pHはおおむねpH6.7〜7.0で、中性付近で最も活性を示します。口腔内や小腸近傍の条件がこれに近いため、そこで効率よく働きます。一方、強酸性の胃内では多くのα-アミラーゼは失活します（そのため胃内での長時間の活性は限定的）。
一方、いわゆるγアミラーゼはpH3付近で最も活性が高い型があり、アミラーゼの中では最も酸性側の至適pHを持つことから、酸性環境での分解に適しています。したがって、酸性pHである胃の中でよく働くタイプも存在します。
体内での分布と役割
- 唾液アミラーゼ（AMY1）：口内でデンプン分解を開始し、噛む行為と同時に消化が始まります。唾液アミラーゼの量は個人差があり、食事習慣（炭水化物摂取量）と関連する遺伝的多型も報告されています。
- 膵アミラーゼ（AMY2）：膵臓から分泌され、小腸で主要なデンプン分解を担います。膵液中に含まれるため消化過程の中心的存在です。
- その他：菌類や微生物由来のアミラーゼは工業的・食品加工で利用されます（高温・低pH対応型など多様）。
臨床的意義
- 血中・尿中アミラーゼ測定：膵炎や唾液腺炎などで上昇することがあります。ただし、アミラーゼは感度・特異度に限界があり、急性膵炎の診断ではリパーゼ測定の方が一般に特異度が高いとされます。
- アミラーゼ異常の原因：膵障害、唾液腺障害、腸閉塞、腫瘍などで値が変動します。また、遺伝的なアミラーゼ遺伝子コピー数差が人の栄養代謝や疾病感受性に関連する研究もあります。
- 治療・検査上の注意：薬剤や腎機能などでアミラーゼのクリアランスが変わり、血中濃度に影響することがあるため総合的な評価が必要です。
まとめ
アミラーゼは、デンプンを体内で使える形の糖に変える重要な消化酵素群であり、ヒトでは主にα型が唾液と膵液に存在して消化を担います。至適pHや分布は型によって異なり、酸性環境で働く型（γに相当する性質を持つもの）も知られているため、消化の場や条件に応じた役割分担がなされています。臨床では血中や尿中のアミラーゼ測定が診断補助として使われますが、解釈には注意が必要です。
（関連箇所：ヒトでの酵素群や分布については、上で触れたとおり動物・植物・菌類での違いがあり、消化過程における具体的な位置づけは消化の各段階と対応します。）
人類の進化
どうやら、初期の人類は唾液アミラーゼを持っていなかったようだ。ヒトに最も近い進化上の親戚であるチンパンジーとボノボは、唾液アミラーゼを産生する遺伝子のコピーを1つ持っているか、持っていないかのどちらかである。AMY1遺伝子の重複事象によって、唾液中のアミラーゼが産生されるようになったのである。同じ事象は、げっ歯類でも独立して起こった。このことは、デンプンを比較的大量に食べる生物において、唾液アミラーゼが重要であることを示している。
炭水化物はエネルギーが豊富な食材です。農業革命以降、人類の食生活は狩猟・採集に代わって動植物の家畜化に依存するようになった。旧石器時代には35％だった炭水化物の割合が、49％になった。このため、デンプンが主食となった。唾液中にアミラーゼを含む人類は、デンプンをより効率的に、より大量に消化することができるようになったのである。
すべての人間が同じ数のAMY1遺伝子のコピーを持っているわけではありません。炭水化物に依存する集団は、デンプンをほとんど食べない集団よりもAMY1コピーの数が多くなる。AMY1遺伝子のコピー数は、ヨーロッパ系アメリカ人や日本人のような農耕民族（でんぷん質の多い2つの集団）では6コピー、ビアカ、ダトグ、ヤクートなどの狩猟採集社会ではわずか2〜3コピーと幅がある。
デンプン消費量とAMY1コピー数の相関から、高デンプン集団でAMY1コピーが多いのは、自然選択によるものだと考えられる。それはそれらの個体にとって有利な表現型である。したがって、高でんぷん質集団でAMY1のコピー数が多いことは、フィットネスを高め、より健康で健康な子孫を生み出すと考えられる。食習慣の異なる地理的に近い集団は、異なる数のAMY1遺伝子を保有している。これは、自然淘汰がこの遺伝子に作用したことを示す強い証拠である。
質問と回答
Q:アミラーゼとは何ですか?
A:アミラーゼは、でんぷんを分解して、体内で使える糖にする酵素です。
Q: α-アミラーゼの働きは何ですか?
A: α-アミラーゼは主要な消化酵素で、デンプン鎖を2～3個のグルコースユニットを持つ小さな断片に分解する。
Q: α-アミラーゼは体内のどこに存在するのですか?
A: α-アミラーゼは唾液や膵液に含まれており、消化の際に口や胃の中で働きます。
Q: α-アミラーゼの最適なpHは?
A: α-アミラーゼの至適pHは6.7～7.0です。
Q: α-アミラーゼはデンプンをどのような糖に分解することができますか?
A: α-アミラーゼはデンプンをマルトースに分解することができます。
Q: γ-アミラーゼとは何ですか?
A: γ-アミラーゼは、アミラーゼの中でも最も酸性の至適pHを持つアミラーゼの一種です。
Q: γ-アミラーゼは体内のどこで最もよく働くのですか?
A: ガンマアミラーゼは、酸性のpHを持つ胃の中で最もよく働きます。
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