Распад углеводов в организме человека и животных начинается еще в ротовой полости. Полисахариды и олигосахариды распадаются на простые соединения посредством реакций двух типов:
- гидролиза,
- фосфоролиза.
Гидролиз (или расщепление макромолекулы в присутствии воды) крахмала ускоряется специфическими ферментами — амилазами, относящимися к классу гидролаз. В зависимости от характера фермента гидролитический разрыв эфирных связей между остатками a-D-глюкопиранозы в молекуле крахмала может происходить до глюкозы, мальтозы или олигосахаридов.
В природе найдено несколько амилаз:
- a-амилаза,
- b-амилаза,
- g-амилаза (глюкоамилаза),
- амило-1,6-глюкозидаза.
a-Амилаза (a-1,4-глюкан-4-глюканогидролаза) ускоряет гидролиз внутренних a-1,4-гликозидных связей в молекуле крахмала. В качестве основного конечного продукта гидролиза крахмала при участии a-амилазы образуется мальтоза в a-форме. a-Амилаза найдена у всех видов растений и животных.
b-Амилаза (a-1,4-глюкан-мальтогидролаза) ускоряет гидролиз a-1,4-гликозидных связей, начиная с невосстанавливающего конца молекулы крахмала, последовательно отщепляя остатки мальтозы. Мальтоза, освобождающаяся при гидролизе крахмала под действием b-амилазы, получается в b-форме. Образование последней происходит в момент гидролиза a-гликозидной связи вследствие изменения пространственной конфигурации образующегося гликозидного гидроксила при первом углеродном атоме остатка глюкозы. b-Амилаза найдена лишь у высших растений.
g-Амилаза (a-1,4-глюкан-глюкогидролаза, глюкоамилаза) ускоряет гидролиз a-1,4-гликозидных связей в молекуле крахмала или олигосахаридов, последовательно отщепляя остатки глюкозы от невосстанавливающего конца молекулы.
Амило-1,6-глюкозидаза (амило-6-глюканогидролаза) ускоряет реакцию гидролиза 1,6-связей в молекуле крахмала (амилопектина), т.е. в точках разветвления полиглюкозидной цепи, и образует олигосахариды с тем или иным числом остатков a-D-глюкозы и зависимости от длины отщепляемой боковой цепи. Фермент характерен для животных тканей, но встречается также у растений и микроорганизмов. Характерной особенностью всех амилаз является отсутствие абсолютной специфичности действия. Они ускоряют гидролиз различных соединений: амилозы, амилопектина, гликогена и олигосахаридов.
Аналогично крахмалу и гликогену гидролизуются и другие природные полисахариды: целлюлоза — при участии фермента целлюлазы, хитин — хитиназы, гепарин — гепариназы и др. Дисахариды, возникающие в ряде случаев при гидролизе полисахаридов (например, мальтоза и целлобиоза) или существующие в организме в свободном виде (лактоза, сахароза, трегалоза и др.), гидролизуются при каталитическом воздействии a- и b-гликозидаз до индивидуальных моносахаридов.
