هضم کربوهیدراتها
هضم کربوهیدراتها
نشاسته و گلیکوژن، پلی ساکاریدهای اصلی ذخیرهای گیاهان و حشرات، به ترتیب توسط آمیلازهایی که پیوندهای گلیکوزیدی آلفا 1 و 4 را هیدرولیز میکنند، هضم میشوند. در اینجا ممکن است آمیلازهای داخلی و خارجی وجود داشته باشند که بصورت داخلی و انتهایی به نشاسته حمله کنند. دی ساکاریدهای عادی نظیر ساکروز و مالتوز دارای واحدهای گلوکزی هستند که توسط پیوند آلفا به قند دیگری تبدیل میشوند.
کربوهیدرازها
این آنزیمها به وسیله غددبزاقی یا اپیتلیوم روده میانی ترشح میشوند. رژیم غذایی نشاسته و ترکیبات کربوهیدراتی به جز سلولز که اکثر حشرات نمیتوانند آن را هضم کنند توسط حشرات گیاهخوار بلعیده میشود. گلیکوژن نیز که یک ترکیب کربوهیدراتی است به وسیله حشرات گوشتخوار مورد تغذیه قرار میگیرد. معمولترین آنزیم هضم کننده در حشرات آلفاآمیلاز است که روی نشاسته و گلیکوژن اثر میگذارد.
کربوهیدرازها بر اساس سوبستراهای اختصاصیشان ردهبندی میگردند و با این توصیف به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
دزپلیمراز
آنزیمهایی که باعث شکست باندهای داخلی در پلیساکاریدها میشوند و بر اساس سوبستراهایشان خوانده میشوند مانند آمیلاز، سلولاز، پکتیناز، و کیتیناز.
گلیکوزیداز
شامل آنزیمهایی میباشد که الیگوساکاریدها و دیساکاریدها را هیدرولیز می کنند. گلیکوزیدازها معمولاً بر اساس مونوساکاریدها نامگذاری میشوند. بنابراین گلوکز حاصل از عمل آنـزیم و شکست باندهای آنها از ناحیه آلفا یا بتاگلوکوزید حاصل میگردد. یک حشره معمولاً تنها تعداد کمی از این آنزیمهای هضم کربوهیدراتی را دارد که بسته به غذایی که میخورد فرق میکند.
آلفاآمیلاز
آمیلازها گروهی از آنزیمهای کلیدی هضم و متابولسم
کربوهیدرات در حشرات میباشند
.
آلفاآمیلاز (α-1,4-glucanohydrolases, E C 3.2.1.1) در برگیرندهی خانوادهای از
آندوآمیلازها هستند که هیدرولیز پیوند α-D-(1,4)glucan را در ترکیبات نشاستهای، گلیکوژن و سایر کربوهیدراتهای
وابسته انجام میدهند. این آنزیمها نقش محوری در متابولسم کربوهیدراتها در
جانوران گیاهان و میکروارگانیسمهای با رژیم غذایی غنی از نشاسته دارند و بقای این
موجودات وابسته به این آنزیم میباشد. این آنزیمها از بزرگترین خانوادههای
آنزیمی گروه گلایکوزیل هیدرولازها هستند که بر مبنای توالیشان طبقهبندی شدهاند.
آلفاآمیلاز نشاسته را به مالتوز تبدیل میکند که بعد توسط آلفاگلوکوزیداز به
گلوکز تبدیل میشود. در حشرات فقط آلفاآمیلاز وجود داشته و وظیفه هیدرولیز رشته های
بلند α-1,4-glucan مثل نشاسته و گلیکوژن را بر عهده دارد.
فعالیت آلفا آمیلاز در حشرات راستههای مختلف شامل Coleoptera Hymenoptera ،Diptera ، Lepidoptera ، Hemiptera تعیین شده است.
بسیاری از حشرات به ویژه آنهایی که طی مرحله لاروی و یا حشره کامل خود بر روی فرآورده های غلهای زندگی میکنند برای زنده ماندن وابسته به آمیلازهایشان هستند. آمیلازهای حشرات و پستانداران در شکل ساختمانهای نوع اول و سوم خود شباهتهای بسیار زیادی را نـشان میدهند. تنها آلفاآمیلاز حشرات که ساختمان سه بُعدی آن مشخص شده است مربوط به گونه Tenebrio molitor میباشند. شکل سهبعدی این آنزیم مشابه مدلهای ارائه شده برای آلفاآمیلاز با منشاء میکروبی، گیاهی و پستانداران میباشد. زنجیره پلیپپتیدی این آنزیم از 471 اسیدآمینه، یک یون کلسیم، یک یون کلر و 261 مولکول آب تشکیل شده است.
مقایسه فعالیت آلفاآمیلاز در روده میانی به ویژه در غدد بزاقی بسیاری از ناجوربالان گیاهخوار نشان دهنده این است که حشرات گیاهخوار برای هضم غذای خود که سرشار از کربوهیدرات میباشد، در درجه اول وابسته به آلفاآمیلازهایشان هستند. ویژگیهای این آنزیم و سایر آنریمهای گوارشی بسته به نوع گونه، رژیم غذایی، مرحله نشو و نمایی، شرایط جغرافیایی و غیره متفاوت بوده و به همین دلیل ویژگیهای آنها در هر گونه به صورت مجزا مورد بررسی قرار گرفتهاست.