粘膜α-グルコシダーゼの活性の「切り替え」を通じてゆっくりとグルコース放出のための澱粉消化の変調

澱粉消化には、α-アミラーゼによる小さな線形および分岐したMALTO-オリゴ糖への分解が含まれ、粘膜α-グルコシダーゼ、マルターゼ - グルコアミラーゼ（MGAM）およびスクラーゼ - イソマルターゼ（SI）によってグルコースに加水分解されます。MGAMとSIは、小腸ブラシボーダー上皮細胞に固定されており、それぞれに触媒NおよびC末端サブユニットが含まれています。4つのサブユニットはすべて、α-1,4-エキソヒドロリティックグルコシダーゼ活性を持ち、Si N末端サブユニットには、α-1,6リンケージに追加のエクソデランチ活性があります。α-アミラーゼおよび/またはα-グルコシダーゼの阻害は、2型糖尿病の治療の戦略です。ここでは、「切り替え」の概念を示しています。サブユニットの微分阻害は、遅いグルコース送達を目的として、α-アミロール化された澱粉MALTO-オリゴ糖の糖新生のより洗練された制御を調べます。組換えMGAMおよびSIサブユニットは、主にマルトース、マルトトリオース、分岐したα-limitデキストリンで構成されるα-アミロール分解ワキシコーン澱粉で個別にアッセイされました。IC（50）の値は、4つのα-グルコシダーゼサブユニットが差別的に阻害される可能性があることを示しています。この結果は、選択的酵素阻害による粘膜α-グルコシダーゼの活性の切り替えを通じて、ゆっくりしたグルコース放出を誘導するために、デンプン消化率を制御する見込みをサポートします。このアプローチは、関連する代謝疾患を調査するためにも使用できます。

Starch digestion involves the breakdown by α-amylase to small linear and branched malto-oligosaccharides, which are in turn hydrolyzed to glucose by the mucosal α-glucosidases, maltase-glucoamylase (MGAM) and sucrase-isomaltase (SI). MGAM and SI are anchored to the small intestinal brush-border epithelial cells, and each contains a catalytic N- and C-terminal subunit. All four subunits have α-1,4-exohydrolytic glucosidase activity, and the SI N-terminal subunit has an additional exo-debranching activity on the α-1,6-linkage. Inhibition of α-amylase and/or α-glucosidases is a strategy for treatment of type 2 diabetes. We illustrate here the concept of "toggling": differential inhibition of subunits to examine more refined control of glucogenesis of the α-amylolyzed starch malto-oligosaccharides with the aim of slow glucose delivery. Recombinant MGAM and SI subunits were individually assayed with α-amylolyzed waxy corn starch, consisting mainly of maltose, maltotriose, and branched α-limit dextrins, as substrate in the presence of four different inhibitors: acarbose and three sulfonium ion compounds. The IC(50) values show that the four α-glucosidase subunits could be differentially inhibited. The results support the prospect of controlling starch digestion rates to induce slow glucose release through the toggling of activities of the mucosal α-glucosidases by selective enzyme inhibition. This approach could also be used to probe associated metabolic diseases.