Variabilita amylázového genu u člověka

Abstract

Amylase is a starch-digesting enzyme produced by the pancreas and salivary glands in humans. Genes for the salivary isoenzyme (AMY1), located on chromosome 1p21.1, show remarkable variability in their copy numbers (CNV). Their count is positively correlated with the final amount of the produced enzyme. This variability could be the result of positive selection during human evolution, depending on the amount of starch consumed by various populations. Starch pre-digested by salivary α-amylase is absorbed more effectively, resulting in a greater gain of energy in later stages of the metabolizing process. Thus, it could have been one of the factors for rapid brain growth in humans and, significantly later, even for the agricultural transition. It could belong to a group of other known subsistence-based evolutionary changes in the human genome, such as those resulting in lactase persistence or slow acetylation of xenobiotics. Nowadays, the number of copies and the amount of produced α-amylase can influence the glucose level in the blood and insulin production after consumption, as well as the incidence of certain civilization diseases, such as obesity or type II diabetes. The influence of salivary α-amylase on the composition of the microbiome, cardiovascular diseases, and the pro-inflammatory profile...

Amyláza je enzym produkovaný u člověka v pankreatu a slinných žlázách, jehož funkcí je štěpení škrobu. Geny pro slinný izoenzym (AMY1) nacházející se na chromozomu 1p21.1 vykazují výraznou variabilitu v počtu kopií (CNV). Jejich počet pozitivně koreluje s výsledným množstvím produkovaného enzymu. Tato variabilita je pravděpodobně důsledkem pozitivní selekce v lidské evoluční historii a odráží zastoupení škrobu v potravě jednotlivých populací. Škrob přednatrávený slinnou α-amylázou je vstřebáván efektivněji, s vyšším ziskem energie v pozdějších fázích jeho metabolizace. Vyšší produkce α-amylázy tak mohla být jedním z faktorů rapidního zvětšování mozku u člověka a mnohem později i přechodu k zemědělství. Řadila by se tím mezi další známé evoluční změny v lidském genomu podmíněné subsistencí, vedoucí např. k laktázové perzistenci či pomalejší acetylaci xenobiotik. V současnosti se počet kopií a množství produkované α-amylázy může odrážet především na hladině glukózy v krvi, produkci inzulínu po příjmu potravy a na incidenci některých civilizačních onemocnění, jakými jsou např. obezita či diabetes II. typu. Sporný je vliv slinné α-amylázy na složení mikrobiomu, kardiovaskulární onemocnění a prozánětlivý profil jedince. Pokračující výzkum by mohl osvětlit podmínky přispívající ke vzniku zmíněných...