アミラーゼ
アミラーゼは、デンプンを体内で利用できる糖に分解する酵素です。
正確には、様々な動物、植物、菌類で働く類似した酵素の一群である。ヒトには、α-アミラーゼとγ-アミラーゼの2種類が存在する。
α-アミラーゼは主要な消化酵素である。最適なpHは6.7〜7.0です。唾液や膵液に含まれる。デンプン鎖を取り込み、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。デンプンを麦芽糖に分解することができます。消化の際、口や胃の中で働く。
ガンマアミラーゼは、pH3付近で最も活性が高くなるため、アミラーゼの中で最も酸性に近い至適pHを持っている。したがって、酸性pHである胃の中で最も良く働く。
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。