CROBM 1993 Scannapieco 301 7

8/20/2019 CROBM 1993 Scannapieco 301 7

1/8

http://cro.sagepub.com/ Critical Reviews in Oral Biology & Medicine

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DOI: 10.1177/10454411930040030701 1993 4: 301CROBM

Frank A. Scannapieco, Guillermo Torres and Michael J. Levine-Amylase: Role in Dental Plaque and Caries FormationαSalivary

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2/8

C r i t i c a l R e v i e w s i n O r a l

B i o l o g y

a n d

M e d i c i n e , 4 ( 3 / 4 ) : 3 0 1 - 3 0 7

( 1 9 9 3 )

S a l i v a r y

a - A m y l a s e : R o l e

i n

D e n t a l

P l a q u e

and

C a r i e s

F o r m a t i o n

F r a n k

A .

S c a n n a p i e c o ,

*

G u i l l e r m o T o r r e s , a n d M i c h a e l J .

L e v i n e

D e p a r t m e n t

o f

O r a l B i o l o g y a n d

D e n t a l

R e s e a r c h

I n s t i t u t e , F o s t e r H a l l ,

S t a t e

U n i v e r s i t y

o f New

Y o r k a t

B u f f a l o ,

B u f f a l o ,

NY 1 4 2 1 4

ABSTRACT:

S a l i v a r y

a - a m y l a s e , on e o f t h e

most

p l e n t i f u l

components

i n human

s a l i v a ,

h a s a t

l e a s t t h r e e d i s t i n c t

b i o l o g i c a l

f u n c t i o n s .

T h e

e n z y m a t i c

a c t i v i t y

o f

a - a m y l a s e

u n d o u b t e d l y p l a y s

a

r o l e

i n

c a r b o h y d r a t e d i g e s t i o n .

A m y l a s e

i n

s o l u t i o n

b i n d s

w i t h

h i g h a f f i n i t y

t o

a

s e l e c t e d

group

o f o r a l

s t r e p t o c o c c i ,

a

f u n c t i o n t h a t

may

c o n t r i b u t e

t o

b a c t e r i a l

c l e a r a n c e

a n d

n u t r i t i o n .

T h e

f a c t

t h a t a - a m y l a s e i s a l s o f o u n d

i n

a c q u i r e d

e n a m e l

p e l l i c l e

s u g g e s t s

a r o l e i n t h e

a d h e s io n o f

a - a m y l a s e - b i n d i n g

b a c t e r i a .

A l l

o f t h e s e

b i o l o g i c a l a c t i v i t i e s s eem

t o

d e p e n d

on a n i n t a c t

e nzyme c o n f o r m a t i o n .

B i n d i n g

o f

a - a m y l a s e

t o

b a c t e r i a

a n d

t e e t h

m a y

h a v e

i m p o r t a n t i m p l i c a t i o n s f o r d e n t a l

p l a q u e

a n d c a r i e s f o r m a t i o n .

a - A m y l a s e

b o u n d t o

b a c t e r i a i n

p l a q u e

may

f a c i l i t a t e

d i e t a r y

s t a r c h

h y d r o l y s i s

t o

p r o v i d e a d d i t i o n a l

g l u c o s e f o r

m e t a b o l i s m

b y

p l a q u e

m i c r o o r g a n i s m s

i n

c l o s e

p r o x i m i t y t o

t h e

t o o t h

s u r f a c e .

T h e

r e s u l t i n g

l a c t i c a c i d p r o d u c e d may

b e a d d e d

t o t h e

p oo l o f

a c i d i n p l a q u e

t o c o n t r i b u t e

t o

t o o t h

d e m i n e r a l i z a t i o n .

KEY WORDS:

a - a m y l a s e ,

o r a l s t r e p t o c o c c i ,

S t r e p t o c o c c u s

g o r d o n i i ,

S .

m i t i s , s a l i v a , d e n t a l c a r i e s , d e n t a l

p l a q u e .

To

whom a l l

c o r r e s p o n d e n c e

s h o u l d

b e a d d r e s s e d .

INTRODUCTION

C o m p o n e n t s

o f

s a l i v a

p l a y

a n

i m p o r t a n t

r o l e

i n

t h e c o l o n i z a t i o n a n d m e t a b o l i s m

o f

b a c t e r i a

i n

t h e

o r a l

c a v i t y .

A t

l e a s t

5 0 m a c r om o l e c u l a r

c o m p o n e n t s

h a v e b e e n

r e p o r t e d

t o b e

s e c r e t e d

f r o m

s a l i v a r y

g l a n d s

( f o r

r e v i e w s ,

s e e

B e n n i c k , 1 9 8 2 ; C o h e n

a n d

L e v i n e ,

1 9 8 9 ;

H a y

a n d M o r e n o ,

1 9 8 7 ;

L e v i n e

e t

a l . ,

1 9 8 7 ;

M a n d e l , 1 9 8 7 ;

O p p e n h e i m , 1 9 8 9 ;

S c a n n a p i e c o

a n d

L e v i n e ,

1 9 9 0 ) . a - A m y l a s e , o n e o f t h e

m o s t p l e n t i f u l

c o m p o n e n t s

i n

s a l i v a ( A g u i r r e e t

a l . , 1 9 8 7 ) ,

i s a c a l -

c i u m - c o n t a i n i n g m e t a l l o e n z y m e t h a t

h y d r o l y z e s

t h e

a l , 4

l i n k a g e s

o f s t a r c h

t o

g l u c o s e a n d m a l t o s e .

a - A m y l a s e

i s

a c t u a l l y

a

f a m i l y

o f

p r o t e i n s ,

c o n s i s t -

i n g o f s e v e r a l

i s o f o r m s t h a t d i f f e r i n

c h a r g e a n d

g l y c o s y l a t i o n

( s e e

T a b l e

1 . T r a d i t i o n a l l y , t h i s

s a l i -

v a r y

e n z y m e w a s t h o u g h t

o n l y t o

i n i t i a t e t h e

d i g e s -

t i o n

o f

s t a r c h

i n

t h e o r a l

c a v i t y .

H o w e v e r ,

e v i d e n c e

o b t a i n e d

o v e r

t h e

l a s t

s e v e r a l

y e a r s

h a s s h o w n

t h a t

a - a m y l a s e

h a s

a

h e r e t o f o r e o v e r l o o k e d b a c t e r i a l i n -

t e r a c t i v e

f u n c t i o n .

F o r

e x a m p l e ,

a - a m y l a s e

c a n d i -

r e c t l y

i n h i b i t

t h e

g r o w t h o f N e i s s e r i a

g o n o r r h o e a e

M e l l e r s h e t

a l . ,

1 9 7 9 ) ,

w h e r e a s

L e g i o n e l l a

p n e u m o p h i l a a p p e a r s

t o b e

i n h i b i t e d b y s u b s t a n c e s i n

s t a r c h - c o n t a i n i n g c u l t u r e m e d i a

t h a t

a r e

e n z y m a t i -

c a l l y

u n m a s k e d

b y

t h e

e n z y m e B o r t n e r e t

a l . , 1 9 8 3 ) .

a - A m y l a s e

a l s o

b i n d s

s p e c i f i c a l l y

w i t h

h i g h

a f f i n i t y

t o

s e v e r a l

n u m e r i c a l l y p r o m i n e n t

s p e c i e s o f

o r a l

s t r e p -

t o c o c c i . O n c e b o u n d t o

t h e s e b a c t e r i a ,

a - a m y l a s e

r e t a i n s i t s e n z y m a t i c

a c t i v i t y .

F u r t h e r m o r e ,

b e c a u s e

a - a m y l a s e

i s f o u n d i n

a c q u i r e d

e n a m e l

p e l l i c l e a n d

d e n t a l

p l a q u e , i t

may

s e r v e t o p r o m o t e

a d h e s i o n o f

s t r e p t o c o c c i

t o

t h e

t o o t h s u r f a c e .

B a c t e r i a l

a d h e s i o n

t o

a - a m y l a s e

o n

t h e t o o t h

may

b e

c o n s i d e r e d

u n d e s i r -

a b l e

i f

i t

c o n t r i b u t e s

t o

d e n t a l

p l a q u e

f o r m a t i o n .

F o r

e x a m p l e , s t a r c h

d i g e s t i o n

c o u l d

p r o v i d e d i e t a r y s u b -

s t r a t e s f o r

c o l o n i z e d f l o r a ,

l e a d i n g

t o

a c i d

p r o d u c t i o n

a n d

d e n t a l

c a r i e s

p r o g r e s s i o n .

C o n v e r s e l y ,

t h e

b i n d -

i n g o f

a - a m y l a s e

t o

b a c t e r i a

i n

s o l u t i o n may b e

c o n -

s i d e r e d p r o t e c t i v e

i f

i t l e a d s

t o

b a c t e r i a l c l e a r a n c e

f r o m

t h e

o r a l

c a v i t y .

To

d a t e ,

i t i s u n c l e a r

w h i c h

o f

t h e s e a l t e r n a t e

h y p o t h e s e s

a r e

c o r r e c t .

T h e g o a l

o f t h i s

a r t i c l e

i s

t o

r e l a t e

r e c e n t w o r k o n

t h e i n t e r a c t i o n o f

s a l i v a r y a - a m y l a s e

w i t h o r a l

b a c t e -

r i a

t o d e n t a l

p l a q u e

f o r m a t i o n a n d

c a r i e s

d e v e l o p -

m e n t .

P r e l i m i n a r y s t u d i e s o f t h e

b i n d i n g o f

s t r e p t o -

c o c c i t o

a - a m y l a s e - c o a t e d

h y d r o x y a p a t i t e

w i l l

b e

p r e s e n t e d . P r e v i o u s

s t u d i e s o f t h e

c a r i o g e n i c i t y o f

s t a r c h

w i l l

a l s o b e

r e v i e w e d

a s

t h e y

r e l a t e

t o

a - a m y l a s e - m i c r o b i a l i n t e r a c t i o n s .

T h e

s t u d y

o f

a - a m y l a s e

p r o v i d e s o n e

e x a m p l e

o f t h e

p o t e n t i a l

o f

s a l i v a r y

m o l e c u l e s t o

p o s s e s s

h e r e t o f o r e

u n r e c o g -

n i z e d

f u n c t i o n s

o f

p o t e n t i a l

s i g n i f i c a n c e t o

o r a l

m i c r o b i a l

e c o l o g y .

1 0 4 5 - 4 4 1

1 / 9 3 / . 5 0

©

1 9 9 3 b y CRC

P r e s s ,

I n c .

3 0 1

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3/8

TABLE 1

B i o c h e m i c a l

P r o p e r t i e s o f

Hum an S a l i v a r y

a - A m y l a s e

M o l e c u l a r w e i g h t

( k D a )

G l y c o s y l a t e d a

N o n g l y c o s y l a t e d

C o n c e n t r a t i o n

i n

s a l i v a ( J i g / m l ) b

l s o f o r m s a , c

G l y c o s y l a t e d

N o n g l y c o s y l a t e d

T y p e

o f g l y c o s y l a t i o n d

O l i g o s a c c h a r i d e u n i t s d

S i z e o f

o l i g o s a c c h a r i d e s

( k D a ) d

S u b s t r a t e

b i n d i n g s i t e s e

B a c t e r i a l

b i n d i n g

s i t e s f

6 1

( e l e c t r o p h o r e t i c )

5 6

( e l e c t r o p h o r e t i c ) , 5 5 . 9

d e d u c e d )

1 0 0 - 2 6 0 0

3

2 - 3

N - l i n k e d

1

2 - 2 . 5

2 ?

2 ?

a

E l e c t r o p h o r e t i c s i z e

f r o m

K e l l e r

e t a l

B i o c h e m i s t r y

1 0 : 4 8 6 7 - 4 8 7 4

( 1 9 7 1 ) . D e d u c e d

a m i n o

a c i d

s e q u e n c e

f r o m

N i s h i d e e t a l .

G e n e

4 1 : 2 9 9 - 3 0 4 ( 1 9 8 6 ) .

b

A g u i r r e e t a l A r c h .

O r a l

B i o l .

3 2 : 2 9 7 - 3 0 1

( 1 9 8 7 ) .

c

R o s e n m u n d

a n d

K a c z m a r e k

C l i n .

C h i m . A c t a

7 1 : 1 8 5 - 1 8 9

( 1 9 7 6 ) .

d

Y a m a s h i t a e t a l J . B i o l . C h e m .

2 5 5 : 5 6 3 5 - 5 6 4 2 ( 1 9 8 0 ) .

e

B u i s s o n

e t a l EMBO

J .

6 : 3 9 0 9 - 3 9 1 6

( 1 9 8 7 ) .

S c a n n a p i e c o e t

a l . B i o c h e m .

B i o p h y s . R e s . C o m m u n . 1 7 3 : 1 1 0 9 -

1 1 1 5 ( 1 9 9 0 ) .

I I

CHARACTERISTICS OF

a-AMYLASE

B I N D I N G TO

ORAL

STREPTOCOCCI

O r a l

s t r e p t o c o c c i

a r e

a

p h e n o t y p i c a l l y ,

b i o c h e m i -

c a l l y ,

a n d

g e n e t i c a l l y

h e t e r o g e n e o u s

g r o u p

o f

o r g a n -

i s m s

f o u n d

i n

h i g h

n u m b e r s i n

e a r l y

d e n t a l

p l a q u e

( C o y k e n d a l l ,

1 9 8 9 ;

G u g g e n h e i m ,

1 9 6 8 ; K i l i a n

e t

a l . ,

1 9 8 9 ) .

I n

a g r e e m e n t

w i t h r e c e n t

c h a n g e s

i n

t a x o n o m y

( C o y k e n d a l l ,

1 9 8 9 ;

K i l i a n

e t

a l . , 1 9 8 9 ) ,

a - a m y l a s e

b i n d s

o n l y

t o


g o r d o n i i

( f o r m e r l y

S .

s a n g u i s

g e n o t y p e 1 ,

S .

m i t i s

( f o r m e r l y

S .

m i t i s

g e n o -

t y p e 2 , S . c r i s t a ,

a n d

S .

a n g i n o s u s

b u t

n o t

t o S .

s a n g u i s ,

S .

o r a l i s ,

S .

m u t a n s , A c t i n o m y c e s

v i s c o s u s ,

a n d

s e v e r a l

o t h e r

G r a m - n e g a t i v e

o r a l b a c t e r i a

( D o u g l a s e t a l . ,

1 9 9 0 ;

K i l i a n a n d

N y v a d , 1 9 9 0 ; S c a n n a p i e c o

e t

a l . ,

1 9 8 9 ) .

T h u s ,

a - a m y l a s e

b i n d i n g may

p r o v e

u s e f u l t o d i f f e r e n -

t i a t e

t h e s e

s t r e p t o c o c c i .

T o

b e g i n t o a s s e s s

t h e

p r o p o r t i o n

a n d

i d e n t i t y

o f

c z - a m y l a s e - b i n d i n g

b a c t e r i a

i n t h e

o r a l

c a v i t y ,

a

r e p -

l i c a

p l a t e

a s s a y

s y s t e m

wa s

u s e d

t o

e n u m e r a t e


b a c t e r i a i n d e n t a l

p l a q u e

T s e n g

e t

a l . , 1 9 9 2 ) .

T h i s

a s s a y

e n a b l e d

t h e

s c r e e n i n g

o f

a

l a r g e

n u m b e r

o f p r i m a r y d e n t a l

p l a q u e

s t r a i n s

f o r

i n t e r a c t i o n w i t h

1 2 5 1 - a - a m y l a s e

w i t h

m i n i m a l

i n

v i t r o

t r a n s f e r o f

b a c t e r i a l c u l t u r e s . On

a v e r a g e ,

r e s u l t s

s h o w e d t h a t

1 0

t o

14

o f

a l l

c o l o n i e s

d e r i v e d

f r o m

s u p r a g i n g i v a l p l a q u e - b o u n d

a - a m y l a s e . O n l y

s t r a i n s

i d e n t i f i e d a s

S .

g o r d o n i i

a n d o n e

s t r a i n

o f

A .

v i s c o s u s

w e r e

f o u n d t o

b i n d a - a m y l a s e .

T h e f a c t

t h a t

a s i g -

n i f i c a n t

p r o p o r t i o n

o f

t h e

d e n t a l p l a q u e f l o r a

c a n

b i n d

a - a m y l a s e s u g g e s t s

a

p o t e n t i a l l y

i m p o r t a n t

r o l e f o r

a - a m y l a s e

i n

p l a q u e d e v e l o p m e n t .

T h e

b i n d i n g

o f

r a d i o l a b e l e d

a - a m y l a s e

t o

S .

g o r d o n i i G9B

i s

s a t u r a b l e ,

c a l c i u m

i n d e p e n d e n t ,

a n d

i n h i b i t a b l e

w i t h

e x c e s s

u n l a b e l e d

a - a m y l a s e s

f r o m

g e n e t i c a l l y

d i v e r s e s o u r c e s

( S c a n n a p i e c o

e t

a l . ,

1 9 8 9 ) .

A p p r o x i m a t e l y 1 5 , 0 0 0

t o

3 0 , 0 0 0 m o l e c u l e s o f

a - a m y l a s e

b i n d

t o

t h e b a c t e r i a l s u r f a c e

w i t h a

d i s s o -

c i a t i o n c o n s t a n t

o f

a p p r o x i m a t e l y

1 0 -

M .

O n c e

b o u n d ,

r a d i o l a b e l e d

a - a m y l a s e

c a n n o t b e

e l u t e d f r o m t h e

b a c -

t e r i a l

s u r f a c e

w i t h

e x c e s s u n l a b e l e d

a - a m y l a s e ,

f u r t h e r

s u p p o r t i n g

t h e

h i g h a f f i n i t y

o f t h i s

i n t e r a c t i o n .

B i n d i n g

o f

a - a m y l a s e

t o

S . g o r d o n i i

i s

i n h i b i t a b l e

w i t h

s u b -

s t r a t e s

s u c h a s

m a l t o t r i o s e ,

m a l t o h e p t a o s e ,

m a l t o - o l i -

g o s a c c h a r i d e s ,

l i m i t

d e x t r i n s ,

a n d s t a r c h

( D o u g l a s ,

1 9 9 0 ; S c a n n a p i e c o e t

a l . ,

1 9 8 9 ) .

B i n d i n g

i s

d e p e n d e n t

o n a n i n t a c t

a - a m y l a s e

s e c o n d a r y a n d / o r t e r t i a r y

s t r u c -

t u r e .

a - A m y l a s e

b o u n d

t o

t h e b a c t e r i a l

s u r f a c e

r e -

t a i n e d

a p p r o x i m a t e l y

5 0

t o

60 o f t h e

a d d e d

e n z y -

m a t i c

a c t i v i t y


e t

a l . ,

1 9 9 0 ) .

T h e b a c t e -

r i a l - b o u n d

a - a m y l a s e

c a n

h y d r o l y z e

s t a r c h t o

g l u c o s e ,

w h i c h

i s t h e n

m e t a b o l i z e d

t o

l a c t i c a c i d b y

t h e b a c t e r i a

D o u g l a s ,

1 9 9 0 ; S c a n n a p i e c o

e t

a l . , 1 9 9 0 ) .

C o l l e c -

t i v e l y ,

t h e s e r e s u l t s

s u g g e s t

t h a t

a - a m y l a s e

c o n t a i n s

m u l t i p l e

s i t e s

f o r b a c t e r i a l

b i n d i n g a n d

e n z y m a t i c

a c -

t i v i t y

t h a t

s h a r e s t r u c t u r a l

s i m i l a r i t i e s .

3 0 2




4/8

R e d u c t i o n a n d

a l k y l a t i o n o f a - a m y l a s e

d i s u l f i d e

b o n d s

w a s f ou n d t o

a b o l i s h

b o t h

e n z y m a t i c

a n d b a c -

t e r i a l - b i n d i n g

a c t i v i t y S c a n n a p i e c o e t a l . ,

1 9 8 9 ) . C i r -

c u l a r d i c h r o i s m s t u d i e s

f o u n d t h e

r e d u c e d a n d

a l k y -

l a t e d

m a t e r i a l h a d a

s i g n i f i c a n t l y a l t e r e d s e c o n d a r y

s t r u c t u r e .

S i m i l a r r e s u l t s

w e r e

o b t a i n e d

w h e n a - a m y -

l a s e

w a s

t r e a t e d w i t h 8

g u a n i d i n e - H C l . T h e s e d a t a

s u g g e s t

t h a t

b o t h

b i o l o g i c a l

a c t i v i t i e s

o f

a - a m y l a s e

a r e c o n f o r m a t i o n

d e p e n d e n t .

B e c a u s e

p r e v i o u s

s t u d -

i e s h a v e i m p l i c a t e d h i s t i d i n e r e s i d u e s

i n

t h e e n z y -

m a t i c

a c t i v i t y

o f

p a n c r e a t i c a - a m y l a s e ( K i t a e t

a l . ,

1 9 8 2 ;

N a k a t a n i ,

1 9 8 8 ) . T h e r e f o r e , t h e h i s t i d i n e

r e s i -

d u e s o f

s a l i v a r y

a - a m y l a s e w e r e s e l e c t i v e l y m o d i f i e d

w i t h d i e t h y l p y r o c a r b o n a t e D E P )


a l . ,

1 9 9 0 ) . P r o t e c t i v e m o d i f i c a t i o n b y

DEP

w a s a l s o

p e r -

f o r m e d

i n

t h e p r e s e n c e

o f

e x c e s s m a l t o t r i o s e .

I t w a s

r e a s o n e d

t h a t

m a l t o t r i o s e w o u l d b l o c k t h e m o d i f i c a -

t i o n o f h i s t i d i n e s

i n

t h e e n z y m a t i c s i t e .

A l s o ,

i f h i s -

t i d i n e s w e r e i n v o l v e d

w i t h

b a c t e r i a l

b i n d i n g , t h e s e

w o u l d

b e s p a r e d b y

m a l t o t r i o s e p r o t e c t i o n . R e s u l t s

s h o w e d

t h a t DEP

m o d i f i c a t i o n

o f

a - a m y l a s e

a b o l -

i s h e d b o t h e n z y m a t i c a n d

b a c t e r i a l - b i n d i n g f u n c t i o n s ,

w h e r e a s

b o t h a c t i v i t i e s

w e r e

r e t a i n e d w h e n

t h e

s u b -

s t r a t e - b i n d i n g s i t e ( s )

w a s

p r o t e c t e d

w i t h m a l t o t r i o s e .

C o l l e c t i v e l y ,

t h e s e s t u d i e s

s u g g e s t e d

t h a t

b o t h

e n z y -

m a t i c a n d

b a c t e r i a l - b i n d i n g

a c t i v i t i e s o f

a - a m y l a s e

a r e c o n f o r m a t i o n

d e p e n d e n t a n d i n v o l v e

h i s t i d i n e

r e s i d u e ( s ) .

A

f u l l u n d e r s t a n d i n g o f

t h e s t r u c t u r a l

b a s i s o f

a -

a m y l a s e ' s f u n c t i o n ( s )

c a n

o n l y

b e

a c c o m p l i s h e d

f o l -

l o w i n g

p r e c i s e

d e t e r m i n a t i o n o f i t s

t h r e e - d i m e n s i o n a l

s t r u c t u r e .

I n

t h i s

r e g a r d ,

t h e

t h r e e - d i m e n s i o n a l s t r u c -

t u r e

o f

p o r c i n e

p a n c r e a t i c

a - a m y l a s e h a s b e e n

s o l v e d

b y

X - r a y

c r y s t a l l o g r a p h y

t o

2 . 9 A B u i s s o n e t

a l . ,

1 9 8 7 ) .

R e c e n t l y , c r y s t a l s

o f n o n g l y c o s y l a t e d s a l i v a r y

a - a m y l a s e

s u i t a b l e

f o r X - r a y

c r y s t a l l o g r a p h i c a n a l y s i s

h a v e b e e n

o b t a i n e d

R a m a s u b b u

e t a l . ,

1 9 9 1 )

a n d

s t r u c -

t u r a l

a n a l y s i s

i s

u n d e r w a y .

B e c a u s e

b o t h s a l i v a r y

a n d

p o r c i n e p a n c r e a t i c a - a m y l a s e

h a v e

4 9 6 a m i n o a c i d

r e s i d u e s ,

b i n d

1

m o l e

o f

c a l c i u m

p e r m o l e o f e n z y m e ,

a n d

s h a r e

o v e r

97 s e q u e n c e h o m o l o g y ( H o r i i e t a l . ,

1 9 8 7 ) ,

t h e p o r c i n e e n z y m e c a n

s e r v e a s

a

r e a s o n a b l e

m o d e l

o f

s a l i v a r y a - a m y l a s e ' s s t r u c t u r e . I n p o r c i n e

p a n c r e a t i c a - a m y l a s e , t h e e n z y m a t i c

s i t e

i s p r o p o s e d

t o b e

l o c a t e d

i n

a

c l e f t

w i t h i n

t h e N - t e r m i n a l

c e n t r a l

d o m a i n .

On

t h e

b a s i s

o f

s t u d i e s

i n

w h i c h

c r y s t a l s

w e r e

s o a k e d w i t h

s u b s t r a t e

a n a l o g s , A s p 1 9 7 a n d

A s p

3 0 0

w e r e p r o p o s e d

a s

t h e c a t a l y t i c r e s i d u e s .

I n

a d d i t i o n

t o

t h e

e n z y m a t i c c l e f t ,

a

s e c o n d a r y s u b s t r a t e - b i n d i n g

s i t e

w a s

a l s o l o c a t e d o n

t h e

s u r f a c e o f

t h e

m o l e c u l e a b o u t

2 0

A

a w a y f r o m t h e

a c t i v e s i t e c l e f t

B u i s s o n e t a l . ,

1 9 8 7 ) .

T h i s

s i t e

may f u n c t i o n a s

a n

a n c h o r i n g s i t e f o r

s t a r c h ,

a

r e g u l a t o r y

s i t e t h a t b i n d s b i l e

s a l t s O D o n n e l l

e t a l . ,

1 9 7 5 ) ,

o r

a s a b a c t e r i a l

b i n d i n g s i t e


e t

a l . , 1 9 9 0 ) .

C o n s t r u c t i o n

o f m u t a n t

B a c i l l u s s t e a r o t h e r m o -

p h i l u s

a - a m y l a s e s H o l m e t

a l . , 1 9 9 0 )

s h o w e d

t h a t

d i m i n i s h e d e n z y m a t i c a c t i v i t y w a s a s s o c i a t e d

w i t h

a m i n o a c i d

c h a n g e s

t h a t c l u s t e r e d a r o u n d

t h e

a c t i v e

s i t e c l e f t . A m o d e l

o f

B .

s t e a r o t h e r m o p h i l u s a - a m y -

l a s e ,

b u i l t o n t h e c r y s t a l s t r u c t u r e o f A s p e r g i l l u s

o r y z a e

a - a m y l a s e M a t s u u r a

e t

a l . , 1 9 8 4 ) , s u g g e s t e d

t h e

a c -

t i v e s i t e

c a t a l y t i c

r e s i d u e s

t o

b e

G l u

2 6 4 ,

A s p

2 3 4 ,

a n d

A s p 3 3 1 .

I t i s

i n t e r e s t i n g

t o n o t e t h a t t w o o f t h e s e

r e s i d u e s

A s p

2 3 4

a n d A s p 3 3 1 )

a r e

l i k e l y

h o m o l o g u e s

o f

t h e p r o p o s e d c a t a l y t i c

r e s i d u e s i n

p o r c i n e

p a n c r e a t i c

a - a m y l a s e

A s p

1 9 7 a n d

A s p 3 0 0 ,

B u i s s o n e t

a l . ,

1 9 8 7 ) . S i m i l a r

r e s u l t s w e r e

o b t a i n e d

b y

s i t e - d i r e c t e d

m u t a g e n e s i s

i n B .

s t e a r o t h e r m o p h i l u s a - a m y l a s e

V i h i n e n e t a l . , 1 9 9 0 ) ,

w h e r e A s p 3 3 1

w a s a l s o

f o u n d

t o

b e a

c a t a l y t i c a l l y

a c t i v e r e s i d u e . A

c o n s i s t e n t

f i n d -

i n g o f

a l l o f t h e s e s t u d i e s

w a s

t h a t

m u t a t i o n s

i n

a m i n o

a c i d s

b u r i e d w i t h i n t h e

m o l e c u l e

w e r e

t y p i c a l l y

m o r e

p r o n e

t o

a f f e c t

f u n c t i o n

t h a n m u t a t i o n s

o n t h e s u r f a c e .

F u r t h e r m o r e , i t s e e m s

t h a t

s e v e r a l n o n c a t a l y t i c

r e s i -

d u e s

l o c a t e d

w i t h i n

t h e e n z y m a t i c

c l e f t

a n d

a s e c o n d -

a r y

s i t e c a n

b i n d s u b s t r a t e .

I t i s

t h e r e f o r e

p o s s i b l e

t h a t

t h e s e n o n c a t a l y t i c r e s i d u e s may a l s o p a r t i c i p a t e

i n

b a c t e r i a l

b i n d i n g

a s w e l l

a s

i n

s u b s t r a t e

b i n d i n g . C o n -

s t r u c t i o n

o f

s i m i l a r m u t a t i o n s

i n

r e c o m b i n a n t

s a l i v a r y

a - a m y l a s e

w i l l

a l l o w

a s s i g n m e n t

o f b a c t e r i a l

b i n d i n g

a n d

e n z y m a t i c

f u n c t i o n s t o

s p e c i f i c

r e s i d u e s

a n d a l l o w

i d e n t i f i c a t i o n

o f

e a c h

f u n c t i o n a l

d o m a i n .

I I I

ROLE OF a-AMYLASE

I N

M I C R O B I A L

ADHESION

AND

DENTAL

PLAQUE

FORMATION

S e v e r a l

l i n e s

o f e v i d e n c e i n d i c a t e

t h a t

a - a m y l a s e

may p l a y

a

r o l e i n

p l a q u e

f o r m a t i o n .

F i r s t ,

a - a m y l a s e

h a s b e e n

i d e n t i f i e d a s

a

c o n s t i t u e n t

o f

t h e

a c q u i r e d

e n a m e l

p e l l i c l e

( O r s t a v i k

a n d

K r a u s ,

1 9 7 3 ; 1 9 7 4 ;

A l -

H a s h i m i a n d L e v i n e ,

1 9 8 9 )

a n d

may

a c t a s

a r e c e p t o r

f o r

b a c t e r i a l a d h e s i o n

t o

t h e t o o t h s u r f a c e .

S e c o n d ,

a - a m y l a s e

h a s b e e n d e t e c t e d i n d e n t a l

p l a q u e b y

i m -

m u n o c h e m i c a l

( D i P a o l a

e t

a l . , 1 9 8 4 ) , e n z y m a t i c ,

a n d

e l e c t r o p h o r e t i c

m e t h o d s

( B i r k h e d

a n d

S k u d e ,

1 9 7 8 ) .

T h i r d ,

a s

p r e v i o u s l y s t a t e d ,

t h e

e n z y m e

h a s a l s o

b e e n

f o u n d

t o

i n t e r a c t

w i t h

s e v e r a l

s p e c i e s

o f o r a l s t r e p t o -

c o c c i ,

w h i c h a r e

a m o n g

t h e

f i r s t t o c o l o n i z e d e n t a l

p l a q u e .

B a s e d o n

t h e

a v a i l a b l e d a t a , a n

i n t e r e s t i n g c o n c e p t

o f

a - a m y l a s e

f u n c t i o n

i n

t h e o r a l

c a v i t y

h a s

e m e r g e d .

R a t h e r t h a n

h a v i n g

a

s i n g l e f u n c t i o n ,

i t s e e m s

a - a m y -

l a s e

p o s s e s s e s

a t

l e a s t

t h r e e

d i s t i n c t b i o l o g i c a l

f u n c -

t i o n s . T h e

e n z y m a t i c

f u n c t i o n i s

s e l f - e v i d e n t ,

a n d

a s

s u c h ,

t h e

e n z y m e u n d o u b t e d l y p l a y s

a

r o l e i n

c a r b o h y -

d r a t e

d i g e s t i o n .

I n

a d d i t i o n ,

a - a m y l a s e

b i n d s

w i t h

h i g h

a f f i n i t y

t o

a

s e l e c t e d

g r o u p

o f

o r a l

s t r e p t o c o c c i ,

a

f u n c t i o n

t h a t

may

c o n t r i b u t e

t o

b a c t e r i a l c l e a r a n c e a n d

3 0 3




5/8

n u t r i t i o n

D ou g l a s , 1 9 8 3 ;

D o u g l a s ,

1 9 9 0 ;


e t a l . , 1 9 8 9 ;

S c a n n a p i e c o e t a l . , 1 9 9 0 ) . F i n a l l y , t h e

f a c t

t h a t a - a m y l a s e b i n d s t o

t e e t h

a s a

c o n s t i t u e n t

o f e n a m e l

p e l l i c l e Al - Ha s h i mi a n d

L e v i n e ,

1 9 8 9 ) a n d

p r o m o t e s

t h e a d h e s i o n o f a m y l a s e - b i n d i n g

b a c t e r i a t o

h y d r o x y a -

p a t i t e H A P )

i n v i t r o ( s e e

t h e

f o l l o w i n g ) a r g u e s

f o r a

p o t e n t i a l

r o l e i n

b a c t e r i a l a d h e s i o n .

T h e s e

p r o p e r t i e s

o f

a - a m y l a s e

p r o v i d e

y e t

a n o t h e r

e x a m p l e

o f

m u l t i f u n c t i o n a l i t y

t h a t may p r o v e t o b e

t h e r u l e f o r

m o s t ,

i f

n o t

a l l , s a l i v a r y

m o l e c u l e s

( B e n n i c k , 1 9 8 2 ;

C o h e n a n d L e v i n e , 1 9 8 9 ;

G i b b o n s a n d H a y ,

1 9 8 8 ;

L e v i n e e t a l . , 1 9 8 7 ; T a b a k e t a l . , 1 9 8 2 ) .

I n t h i s

c o n t e x t ,

e x p e r i m e n t s

w e r e p e r f o r m e d t o

d e t e r m i n e i f s a l i v a r y

a - a m y l a s e

p r o m ot e s a d h e s i o n o f

a m y l a s e - b i n d i n g

b a c t e r i a t o

HAP

( T o r r e s e t a l . , 1 9 9 2 ) .

A m y l a s e - e n r i c h e d f r a c t i o n s

o b t a i n e d b y B i o - G e l

P 6 0

c h r o m a t o g r a p h y

o f h u m a n

p a r o t i d

s a l i v a

p r o m o t e d

t h e

a d h e s i o n

t o HAP

o f

S . g o r d o n i i G9B a n d

C h a l l i s ,

b u t

n o t t h e a - a m y l a s e n o n b i n d i n g

s t r a i n S .

s a n g u i s

1 0 5 5 6 .

A d d i t i o n a l e x p e r i m e n t s d e m o n s t r a t e d t h a t p u r i f i e d

a - a m y l a s e p r o m o t e d

a d h e s i o n o f

S .

g o r d o n i i

G9B

a s

d i d

p r o l i n e - r i c h p r o t e i n

1

P R P 1 ) ( T a b l e 2 .

T h e l a t e r

d a t a

a r e

i n

a g r e e m e n t

w i t h t h e r e c e n t

f i n d i n g s

o f G i b -

b o n s

e t a l . ,

( 1 9 9 1 ) .

B e c a u s e a m y l a s e b i n d s t o

S .

g o r d o n i i

i n

s o l u t i o n

a n d

t h e s e b a c t e r i a

a l s o

b i n d t o

H A P - i m m o -

b i l i z e d

a - a m y l a s e ,

i t

i s p l a u s i b l e

t h a t

t h e

s t r e p t o c o c c a l

a n d HAP

b i n d i n g

s i t e s

a r e

d i s t i n c t .

I V .

ROLE OF

a-AMYLASE

I N

DENTAL

C A R I E S

A l t h o u g h t h e

i n t e r a c t i o n

o f

a - a m y l a s e

w i t h o r a l

b a c t e r i a

i s

b e c o m i n g

b e t t e r

d e f i n e d ,

l i t t l e

i s k n o w n

c o n c e r n i n g

t h e

s i g n i f i c a n c e

o f

t h i s i n t e r a c t i o n

t o

p l a q u e

f o r m a t i o n

o r

d e n t a l

c a r i e s . B e c a u s e s t a r c h

i s

w i d e -

s p r e a d

i n t h e

h u m a n d i e t , a

k n o w l e d g e o f i t s

r e l a t i o n -

s h i p

w i t h

s a l i v a r y a - a m y l a s e

a n d

t h e

s u b s e q u e n t

c a r i o g e n i c p o t e n t i a l

o f

t h i s

i n t e r a c t i o n i s i m p o r t a n t t o

u n d e r s t a n d i n g t h e

c a r i o g e n i c i t y o f

f o o d s . N u m e r o u s

s t u d i e s o f

t h e c a r i o g e n i c i t y

o f

s t a r c h - c o n t a i n i n g f o o d s

h a v e b e e n

p e r f o r m e d u s i n g

a v a r i e t y

o f

i n

v i t r o a n d

i n

v i v o

m e a s u r e m e n t s

o f

p H

o r

t o o t h

d e m i n e r a l i z a t i o n ,

a n i m a l

m o d e l s y s t e m s , a s w e l l a s

c r o s s - s e c t i o n a l

a n d

l o n g i t u d i n a l c l i n i c a l s t u d i e s .

M o s t

o f t h e i n v i t r o

a n d

a n i m a l m o d e l

s y s t e m s ,

h o w e v e r ,

i n v o l v e d

t h e

u s e o f

m u t a n s s t r e p t o c o c c i a s

t h e

c a r i o g e n i c o r g a n i s m . I t

i s

k n o w n

t h a t m u t a n s

s t r e p t o c o c c i d o

n o t p r o d u c e e n d o g -

e n o u s

a - a m y l a s e

E d w a r d s s o n ,

1 9 6 8 )

n o r

d o t h e y b i n d

s a l i v a r y a - a m y l a s e D o u g l a s

e t a l . , 1 9 9 0 ; K i l i a n a n d

N y v a d ,

1 9 9 0 ;


a l . ,

1 9 8 9 ) . T h u s ,

t h e

e v a l u a t i o n

o f t h e c a r i o g e n i c p o t e n t i a l o f

s t a r c h - c o n -

t a i n i n g f o o d s i n t h e s e m o d e l s y s t e m s may n ot a c c u-

r a t e l y r e f l e c t i n v i v o

c o n d i t i o n s .

A l t h o u g h t h e r e i s

e v i d e n c e

f o r t h e p r e s e n c e

o f

a -

a m y l a s e - p r o d u c i n g

b a c t e r i a

i n

d e n t a l

p l a q u e

R u b y

a n d G e r e n c s e r , 1 9 7 4 ) ,

i t i s

g e n e r a l l y

a c c e p t e d

t h a t

m o s t

p l a q u e

a - a m y l a s e a c t i v i t y

i s

o f s a l i v a r y

o r i g i n .

I n

a n

e a r l i e r

s t u d y , a p p r o x i m a t e l y

25

o f t h e t o t a l

p l a q u e

a - a m y l a s e a c t i v i t y

w a s

f o u n d

t o b e b o u n d t o

p l a q u e

b a c t e r i a

( F i e h n

a n d

M o e , 1 9 8 3 ) .

M o r e

r e c e n t s t u d i e s

h a v e

s h o w n t h a t

o n l y

a b o u t 2 0 t o 60

o f

a - a m y l a s e

b o u n d t o S .

g o r d o n i i

r e m a i n

i n

a c t i v e

f o r m

( D o u g l a s ,

1 9 9 0 ;

S c a n n a p i e c o e t a l . , 1 9 9 0 ) .

S t a r c h

m e t a b o l i s m

b y

o r a l b a c t e r i a

a p p e a r s t o

r e q u i r e

s a l i v a r y c a - a m y l a s e .

S t e p h a n

a n d

Hemmens

( 1 9 4 7 )

f o u n d t h a t

s t a r c h ,

i n

c o m p a r i s o n

w i t h m o n o -

a n d

d i s a c c h a r i d e s ,

w a s t h e

p o o r e s t

s u b s t r a t e f o r

a c i d

f o r m a t i o n

b y p u r e

c u l t u r e s o f

p l a q u e

b a c t e r i a . When

t h e s a m e

b a c t e r i a

w e r e m i x e d

w i t h s a l i v a a n d t h e n e x p o s e d t o

s t a r c h ,

h o w e v e r ,

a c i d

TABLE

2

A d h e s i o n

o f S .

g o r d o n l l

G9B t o

HAP

C o a t e d

w i t h

S a l i v a r y

C o m p o n e n t s a

C o m p o n e n t

Amount

o f

p r o t e i n

g g

B a c t e r i a b o u n d

x 1 0 6

B u f f e r

HPS

A m y l a s e c

PRPJ

d

0

1 5 0 0

4 5

1 5 8

3 4 . 5

±

5 . 2 b

1 7 . 8

±

4 . 3

5 0 . 7

±

0 . 3

5 6 . 0

±

0 . 3

a

A s s a y s w e r e r u n

f o l l o w i n g t h e

p r o c e d u r e

o f

C l a r k a n d G i b b o n s

I n f e c t . I m m u n . 1 8 : 5 1 4 - 5 2 3 ( 1 9 7 7 ) .

b

V a l u e s

r e p r e s e n t

b a c t e r i a b o u n d

x

1 0 6

+

SD p e r 3 0 mg

o f

H A P .

A l l

a s s a y s

w e r e

r u n

i n

d u p l i c a t e .

c

P r e p a r e d a c c o r d i n g

t o


e t

a l .

I n f e c t . I m m u n . 5 7 : 2 8 5 3 -

2 8 6 3

( 1 9 8 9 ) .

d

P r e p a r e d a c c o r d i n g

t o R a m a s u b b u e t

a l P r o t e i n s 1 1 : 2 3 0 - 2 3 2

( 1 9 9 1 ) .

3 0 4




6/8

w a s

p r o d u c e d a t a r a t e c o m p a r a b l e

w i t h g l u c o s e ,

p r e -

s u m a b l y

d u e t o

p r o c e s s i n g

o f

t h e s t a r c h

b y s a l i v a r y

a - a m y l a s e ( V o l k e r a n d

P i n k e r t o n ,

1 9 4 7 ) .

O t h e r s t u d -

i e s f o u n d t h a t

S .

m u t a n s

a l o n e w a s

u n a b l e t o

f e r m e n t

p o t a t o

s t a r c h ,

w h e r e a s

f e r m e n t a t i o n

b y

a

d e n t a l

p l a q u e -

s a l i v a

m i x t u r e

w a s

e x t e n s i v e T o o r s

a n d

H e r c z o g ,

1 9 7 8 ) .

I n t e r e s t i n g l y ,

i n v i t r o s t u d i e s h a v e

d e m o n s t r a t e d

t h a t

b a c t e r i a

c o a t e d

w i t h

a - a m y l a s e p r o d u c e

a c i d

f o l -

l o w i n g

s t a r c h

e x p o s u r e D o u g l a s , 1 9 9 0 ;


e t

a l . ,

1 9 9 0 ) . T h u s , i t

i s

l i k e l y t h a t

a - a m y l a s e s p e c i f i -

c a l l y

b o u n d t o

p l a q u e b a c t e r i a may f o s t e r d i e t a r y

s t a r c h

h y d r o l y s i s w i t h

s u b s e q u e n t

a c i d f o r m a t i o n i n

c l o s e

p r o x i m i t y t o t h e t o o t h .

I n s i t u

m e a s u r e m e n t s

h a v e

d e m o n s t r a t e d

a c i d

p r o -

d u c t i o n f r o m

p o t a t o

s t a r c h

b y

d e n t a l p l a q u e T o o r s a n d

H e r c z o g ,

1 9 7 8 )

w i t h t h e


o f c o o k e d s t a r c h

b e i n g i n t e r m e d i a t e b e t w e e n t h a t

o f r a w s t a r c h

a n d

s u c r o s e

( N e f f ,

1 9 6 7 ) .

O t h e r s t u d i e s

s h o w e d t h a t s e v e r e

p r o c e s s i n g

o f s t a r c h

( e . g . , e x t r u s i o n

c o o k i n g

o r

a u t o -

c l a v i n g ) i n c r e a s e d i t s


i n

h u m a n

d e n t a l

p l a q u e

L i n g s t r o m

e t

a l . ,

1 9 8 9 ) .

I n t e r e s t i n g l y , s t a r c h


may

b e

e n h a n c e d

b y p r i o r

e x p o s u r e

o f

p l a q u e t o

s u c r o s e D o d d s a n d

E d g a r , 1 9 8 6 ) . A l s o ,

s w e e t e n e d

s t a r c h e s

( e . g . ,

c o o k i e s a n d

s w e e t e n e d c e r e -

a l s ) a r e m o r e

c a r i o g e n i c

i n

r a t s t h a n

s u c r o s e a l o n e

B o w e n

e t

a l . ,

1 9 8 1 ) . T h e s e o b s e r v a t i o n s

may

b e

e x -

p l a i n e d b y a

s y n e r g i s t i c e f f e c t b e t w e e n

s t a r c h a n d

s u c r o s e

o r

t h a t

s w e e t e n e d s t a r c h i s m o r e

r e t e n t i v e t h a n

s u c r o s e a l o n e .

I n l i g h t o f

t h e s e o b s e r v a t i o n s ,

i t

i s

i n t e r -

e s t i n g t o n o t e t h a t

a - a m y l a s e

a c t i v i t i e s w e r e

r e p o r t e d

t o

b e

h i g h e r

i n

d e n t a l p l a q u e s f r o m

s u b j e c t s o n

a

h i g h

s u c r o s e d i e t

t h a n

f r o m

s u b j e c t s o n l o w

s u c r o s e D o d d s

a n d

E d g a r ,

1 9 8 6 ) . T h u s ,

a

s y n e r g i s t i c e f f e c t b e t w e e n

s u c r o s e

a n d

s t a r c h

may

b e d u e

t o

t h e

e n h a n c e d f e r m e n -

t a t i o n

o f

s t a r c h

b y p l a q u e - b o u n d

a - a m y l a s e w i t h

a

s u b s e q u e n t i n c r e a s e i n

c a r i e s

a c t i v i t y .

T h e

a b i l i t y o f c o o k e d

s t a r c h a n d r a w s t a r c h

t o

c a u s e

e n a m e l

d e m i n e r a l i z a t i o n w a s a l s o

i n v e s t i g a t e d

u s i n g

a n

i n t r a o r a l

d e m i n e r a l i z a t i o n t e s t B r u d e v o l d e t

a l . ,

1 9 8 5 ) .

T h i s

m o d e l

i n v o l v e s t h e

u s e o f a

p a l a t a l

p r o s t h e s i s h o l d i n g

b o v i n e

e n a m e l

s l a b s c o a t e d

w i t h

a

l a y e r

o f

S .

m u t a n s .

C h a n g e s i n

d e m i n e r a l i z a t i o n w e r e

m e a s u r e d

b y

i o d i n e

p e r m e a b i l i t y ,

f o l l o w i n g

r i n s i n g

b y

t h e t e s t

s u b j e c t s w i t h

v a r i o u s s t a r c h

s o l u t i o n s ,

a s

w a s

m a l t o s e c l e a r a n c e f r o m

t h e

o r a l c a v i t y .

T h e

f a c t t h a t

m i l d

d e m i n e r a l i z a t i o n

w a s

c a u s e d

b y c o o k e d

s t a r c h

a n d

r e s u l t e d

i n

h i g h e r

i n i t i a l

m a l t o s e

c o n c e n t r a t i o n s

w h i l e

l i t t l e

e f f e c t w a s

n o t e d f o r r a w

s t a r c h

s u g g e s t e d

t h a t c o o k e d

s t a r c h c a n b e

h y d r o l y z e d i n

s a l i v a b y

a - a m y l a s e

a n d t h e

r e l e a s e d

s i m p l e

s u g a r s m e t a b o -

l i z e d

b y t h e

b a c t e r i a t o

c a u s e

e n a m e l

d e m i n e r a l i z a t i o n .

I t w o u l d

b e

i n t e r e s t i n g t o

p e r f o r m a s i m i l a r

e x p e r i m e n t

u s i n g t h i s m o d e l

s y s t e m w i t h e n a m e l s l a b s

c o a t e d w i t h

a - a m y l a s e - b i n d i n g b a c t e r i a

s u c h a s S .

g o r d o n i i

i n p l a c e

o f S .

m u t a n s .

T h e

p o t e n t i a l

c a r i o g e n i c i t y

o f v a r i o u s

s t a r c h e s h a s

a l s o

b e e n t e s t e d i n

a n i m a l m o d e l s .

R a t s f e d r a w w h e a t

s t a r c h h a d l o w c a r i e s

e x p e r i e n c e

i n c o n t r a s t

t o r a t s

f e d

g l u c o s e

o r

s u c r o s e

G r e n b y , 1 9 6 3 ) ,

f u r t h e r

s u p p o r t i n g

t h e f e e b l e

f e r m e n t a b i l i t y

o f t h i s f o r m

o f

s t a r c h . How-

e v e r ,

r a t s f e d

p r o c e s s e d ( p r e g e l a t i n i z e d )

s t a r c h e s

h a d

s e v e r a l - f o l d m o r e

c a r i o u s l e s i o n s t h a n

t h o s e

f e d u n -

p r o c e s s e d c o r n

s t a r c h

( F r o s t e l l

a n d

B a e r ,

1 9 7 1 ) .

I n

a d d i t i o n ,

t h e

h i g h l y

b r a n c h e d

s t a r c h

a m y l o p e c t i n

w a s

m o r e

c a r i o g e n i c

t h a n

t h e

l i n e a r

s t a r c h

g l u c o s e

p o l y m e r

a m y l o s e .

F u r t h e r

s u p p o r t

f o r

a n

e f f e c t

o f s t a r c h o n

c a r i e s

d e v e l o p m e n t

i s

p r o v i d e d

b y

t h e

f i n d i n g s

t h a t a

g l u c o s i d i c

a x - a m y l a s e

i n h i b i t o r

BAY

e

4 6 0 9 )

s i g n i f i -

c a n t l y d e c r e a s e d c a r i e s

e x p e r i e n c e

i n

r a t s

f e d

a

p r o -

c e s s e d s t a r c h d i e t

M o r m a n n

e t

a l . ,

1 9 8 3 ) .

I n a

s t u d y

o f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n

a - a m y l a s e

a c t i v i t y a n d c a r i e s

e x p e r i e n c e , d e n t a l

p l a q u e , a n d s a -

l i v a

f r o m c a r i e s i n a c t i v e ,

l o w - c a r i e s

a c t i v e

a n d

h i g h -

c a r i e s a c t i v e

y o u n g

a d u l t s w e r e

a s s e s s e d f o r

l e v e l s

o f

t o t a l c u l t i v a b l e

b a c t e r i a ,


s a l i v a r i u s ,

S .

m u t a n s ,

s u c r a s e

a c t i v i t y ,

a n d

a - a m y l a s e

a c t i v i t y

F i e h n e t a l . ,

1 9 8 6 ) .

T h e

o n l y s i g n i f i c a n t

d i f f e r e n c e

n o t e d b e t w e e n t h e

c a r i e s i n a c t i v e a n d

h i g h - c a r i e s a c -

t i v e

s u b j e c t s

w a s

t h e l e v e l

o f c a - a m y l a s e

a c t i v i t y . I n

s o m e

i n d i v i d u a l s ,

a - a m y l a s e a c t i v i t y w a s

h i g h e r

i n

d e n t a l

p l a q u e t h a n

i n

s a l i v a . I t i s

p o s s i b l e

t h a t

t h i s

f i n d i n g

w a s d u e t o

a n

i n c r e a s e d

p r o p o r t i o n o f a - a m y -

l a s e - b i n d i n g b a c t e r i a i n t h e s e

p l a q u e s

w h e n

c o m p a r e d

w i t h

p l a q u e s f r o m

p a t i e n t s h a v i n g

a

h i g h e r

a - a m y l a s e

a c t i v i t y

i n s a l i v a t h a n i n

t h e

p l a q u e .

I n

s u m m a r y ,

t h e

a v a i l a b l e e v i d e n c e f r o m

i n

v i t r o ,

a n i m a l ,

a n d h u m a n

s t u d i e s

i m p l i c a t e s

d i e t a r y s t a r c h

a s a c a r i o g e n i c

s u b s t r a t e .

a - A m y l a s e b o u n d o n t h e

s u r f a c e

o f p l a q u e

b a c t e r i a

may

p r o m o t e

t h e

p r o c e s s -

i n g o f

d i e t a r y

s t a r c h .

To

o b t a i n

a m o r e

m e a n i n g f u l

p i c t u r e

o f

t h e

r o l e

o f s t a r c h

a n d a - a m y l a s e i n

t h e

c a r i e s p r o c e s s ,

t h e

r e l a t i o n s h i p s

b e t w e e n

a - a m y l a s e ,


b a c t e r i a

i n

p l a q u e , a n d

s t a r c h

i n -

t a k e

s h o u l d b e

a s s e s s e d

i n

c a r i e s a c t i v e a n d

i n a c t i v e

s u b j e c t s .

B a c t e r i a l

p l a q u e s

h a v i n g

h i g h

l e v e l s o f

a -

a m y l a s e - b i n d i n g

b a c t e r i a

may c o n c e n t r a t e

s a l i v a r y

a - a m y l a s e

w i t h i n t h e

p l a q u e

m a t r i x t o

p r o v i d e

m o r e

g l u c o s e

f r o m

d i e t a r y

s t a r c h

i n

c l o s e

p r o x i m i t y

t o t h e

t o o t h s u r f a c e .

S u c h

p l a q u e s

w o u l d

l i k e l y

b e m o r e

c a r i o g e n i c

i n t h e

p r e s e n c e

o f

s t a r c h - c o n t a i n i n g

f o o d s

t h a n

p l a q u e s

h a v i n g

l o w

n u m b e r s o f

a - a m y l a s e - b i n d -

i n g

b a c t e r i a .

ACKNOWLEDGMENTS

We t h a n k D r .

N a r a y a n a n R a m a s u b b u f o r

h e l p f u l

d i s c u s s i o n s

o f

t h e

s t r u c t u r e

o f

a - a m y l a s e .

T h i s

w o r k

w a s

s u p p o r t e d

b y g r a n t s

D E 0 9 8 3 8 ,

D E 0 7 5 8 5 ,

a n d

DE08240

f r o m t h e N a t i o n a l

I n s t i t u t e s

o f

H e a l t h .

3 0 5




7/8

REFERENCES

A g u i r r e , A . ,

M .

J .

L e vi n e , R . E .

C o h e n , a n d L . A .

T a b a k : I m m u -

n o c h e m i c a l

Q u a n t i t a t i o n o f

a - A m y l a s e a n d

S e c r e t o r y I g A i n

P a r o t i d

S a l i v a

f r o m

P e o p l e o f

V a r i o u s A g e s . A r c h .

O r a l

B i o l .

3 2 : 2 9 7 - 3 0 1

( 1 9 8 7 ) .

A l - H a s h i m i ,

I.

a n d M. J .

L e v i n e :

C h a r a c t e r i z a t i o n o f

I n V i v o

S a l i -

v a r y - D e r i v e d

E n a m e l

P e l l i c l e . A r c h . O r a l

B i o l .

3 4 : 2 8 9 - 2 9 5

( 1 9 8 9 ) .

B e n n i c k , A . :

S a l i v a r y

P r o l i n e - R i c h

P r o t e i n s . M o l .

C e l l .

B i o c h e m .

4 5 : 8 3 - 9 9

( 1 9 8 2 ) .

B i r k h e d ,

D .

a n d

G .

S k u d e : R e l a t i o n o f

A m y l a s e t o S t a r c h a n d

L y c a s i n

M e t a b o l i s m i n Human D e n t a l

P l a q u e

I n

V i t r o . S c a n d .

J . D e n t .

R e s . 8 6 : 2 4 8 - 2 5 8

( 1 9 7 8 ) .

B o r t n e r , C . A . , R .

D .

M i l l e r ,

a n d

R . R .

A r n o l d : E f f e c t s o f

a - A m y l a s e

on

I n

V i t r o

G r o w t h

o f

L e g i o n e l l a

p n e u m o p h i l i a .

I n f e c t .

I m m u n .

4 1 : 4 4 - 4 9 ( 1 9 8 3 ) .

B o w e n ,

W.

H . , S . M.

A m s b a u g h ,

S . M o n e l l - T o r r e n s ,

J .

B r u n e l l e ,

H .

K u z i m a k - J o n e s ,

a n d M.

F . A . C o l e : A

M e t h o d t o

A s s e s s

C a r i o g e n i c

P o t e n t i a l o f F o o d s t u f f s . J . A m .

D e n t . A ss o c .

1 0 0 : 6 7 7 - 6 8 1

( 1 9 8 1 ) .

B r u d e v o l d ,

F . ,

D .

G o u l e t ,

A .

T e h r a n i , F .

A t t a r z a d e h ,

a n d J .

Van

H o u t e : I n t r a o r a l

D e m i n e r a l i z a t i o n

a n d

M a l t o s e C l e a r a n c e

f r o m

W h e a t

S t a r c h . C a r i e s R e s .

1 9 : 1 3 6 - 1 4 4

( 1 9 8 5 ) .

B u i s s o n

G . ,

E .

D u e e ,

R .

H a s e r ,

a n d

F .

P a y a n :

T h r e e - D i m e n s i o n a l

S t r u c t u r e o f P o r c i n e

P a n c r e a t i c

a - A m y l a s e

a t

2 . 9 A

R e s o l u -

t i o n .

R o l e o f

C a l c i u m i n

S t r u c t u r e

a n d

A c t i v i t y . EMBO

J .

6 : 3 9 0 9 - 3 9 1 6

( 1 9 8 7 ) .

C l a r k ,

W. B .

a n d R . J .

G i b b o n s : I n f l u e n c e o f

S a l i v a r y

C o m p o n e n t s

a n d

E x t r a c e l l u l a r

P o l y s a c c h a r i d e S y n t h e s i s f r o m

S u c r o s e

on

t h e A t t a c h m e n t o f


mu t a ns

6 7 1 5

t o

H y d r o x y a -

p a t i t e

S u r f a c e s .

I n f e c t .

I m m u n .

1 8 : 5 1 4 - 5 2 3

( 1 9 7 7 ) .

C o h e n ,

R . E .

a n d

M.

J . L e v i n e :

S a l i v a r y G l y c o p r o t e i n s .

I n :

Huma n

S a l i v a :

C l i n i c a l

C h e m i s t r y

a n d

M i c r o b i o l o g y ,

V o l .

1 , p p .

1 0 1 - 1 3 0 .

J .

0

T e n o v u o ,

E d . ) ,

CRC

P r e s s ,

B o c a R a t o n

( 1 9 8 9 ) .

C o y k e n d a l l ,

A . :

C l a s s i f i c a t i o n

a n d

I d e n t i f i c a t i o n o f

t h e V i r i d a n s

S t r e p t o c o c c i .

C l i n .

M i c r o b i o l .

R e v .

2 : 3 1 5 - 3 2 8

( 1 9 8 9 ) .

D i p a o l a , C . ,

M.

S .

H e r r e r a ,

a n d

I .

D .

M a n d e l :

I m m u n o c h e m i c a l

S t u d y

o f

H o s t P r o t e i n s i n

Huma n

S u p r a g i n g i v a l C o m p a r e d

w i t h

D e n t u r e

P l a q u e .

A r c h .

O r a l

B i o l .

2 9 : 1 6 1 - 1 6 3

( 1 9 8 4 ) .

D o d d s ,

M.

W.

J .

a n d W.

M.

E d g a r : E f f e c t s o f

D i e t a r y

S u c r o s e

L e v e l s

on

p H F a l l a n d

A c i d - A n i o n P r o f i l e i n Huma n D e n t a l

P l a q u e a f t e r

a

S t a r c h

M o u t h r i n s e .

A r c h . O r a l B i o l .

3 1 : 5 0 9 -

5 1 2

( 1 9 8 6 ) .

D ou g l a s , C . W.

I . : T h e B i n d i n g

o f

Human

S a l i v a r y

a - A m y l a s e

b y

O r a l

S t r a i n s o f

S t r e p t o c o c c a l B a c t e r i a .

A r c h .

O r a l

B i o l .

2 8 : 5 6 7 - 5 7 3

( 1 9 8 3 ) .

D ou g l a s , C .

W.

I . :

C h a r a c t e r i z a t i o n

o f t h e

a - A m y l a s e

R e c e p t o r

o f

S t r e p t oc o c c us g o r d o n i i

NCTC 7 8 6 8 .

J . D e n t . R e s .

6 9 : 1 7 4 6 -

1 7 5 2

( 1 9 9 0 ) .

D o u g l a s , C . W.

I . ,

A . A .

P e a s e ,

a n d

R .

A .

W h i l e y :

A m y l a s e - B i n d i n g

as a D i s c r i m i n a t o r

Among

O r a l

S t r e p t o c o c c i .

FEMS

M i c r o b i o l . L e t t .

6 6 : 1 9 3 - 1 9 8

( 1 9 9 0 ) .

E d w a r d s s o n , S . : C h a r a c t e r i s t i c s o f

C a r i e s - I n d u c i n g

Huma n

S t r e p t o -

c o c c i

R e s e m b l i n g S t r e p t o c o c c u s m u t a n s . A r c h . O r a l B i o l .

1 3 : 6 3 7 - 6 4 6

( 1 9 6 8 ) .

F i e h n ,

N .

E .

a n d

D .

M o e :

a - A m y l a s e A c t i v i t y

i n

S u p r a g i n g i v a l

D e n t a l

P l a q u e

i n

H u m a n s .

S c a n d . J .

D e n t .

R e s .

9 1 : 3 6 5 - 3 7 0

( 1 9 8 3 ) .

F i e h n ,

N .

E . ,

V .

O r a m ,

a n d

D .

M o e :

S t r e p t o c o c c i

a n d

A c t i v i t i e s o f

S u c r a s e s

a n d

a - A m y l a s e s

i n

S u p r a g i n g i v a l

D e n t a l

P l a q u e

a n d

S a l i v a

i n

T hree C a r i e s

A c t i v i t y G r o u p s .

A c t a O d o n t o l .

S c a n d .

4 4 : 1 - 9

( 1 9 8 6 ) .

F r o s t e l l ,

G .

a n d P . N . B a e r :

C a r i e s

E x p e r i e n c e

o f

R a t s

F e d

V a r i o u s

S t a r c h e s f o r

S t u d y

o f

E x p e r i m e n t a l C a l c u l u s

F o n n a t i o n .

A c t a

O d o n t . S c a n d .

2 9 : 4 0 1 - 4 1 3

( 1 9 7 1 ) .

G i b b o n s ,

R . J .

a n d D .

I .

H a y :

Human

S a l i v a r y

A c i d i c


P r o t e i n s

a n d S t a t h e r i n

P r o m o t e t h e

A t t a c h m e n t

o f

A c t i n o m y -

c e s

v i s c o s u s LY7 t o

A p a t i t i c

S u r f a c e s .

I n f e c t .

I m m u n .

5 6 : 4 3 9 -

4 4 5

( 1 9 8 8 ) .

G i b b o n s ,

R .

J . ,

D .

I .

H a y ,

a n d

D .

H .

S c h l e s i n g e r :

D e l i n e a t i o n o f a

S e g m e n t

o f A d s o r b e d

S a l i v a r y

A c i d i c

P r o l i n e - R i c h P r o t e i n s

W h i c h

P r o m o t e s

A d h e s i o n

o f

S t r e p t o c o c c u s g o r d o n i i t o

A p a t i t i c

S u r f a c e s .

I n f e c t .

I m m u n .

5 9 : 2 9 4 8 - 2 9 5 4

( 1 9 9 1 ) .

G r e n b y ,

T . H . : T h e

E f f e c t s

o f

S o m e

C a r b o h y d r a t e s o n

E x p e r i m e n t a l

D e n t a l

C a r i e s

i n

t h e R a t .

A r c h

O r a l

B i o l .

8 : 2 7 - 3 0

( 1 9 6 3 ) .

G u g g e n h e i m ,

B :

S t r e p t o c o c c i

o f D e n t a l

P l a q u e s .

C a r i e s R e s .

2 : 1 4 7 -

1 6 3

( 1 9 6 8 ) .

H a y ,

D .

I .

a n d E .

C .

M o r e n o :

S t a t h e r i n

a n d t h e A c i d i c


P r o t e i n s .

I n :

Human S a l i v a :

C l i n i c a l C h e m i s t r y

a n d

M i c r o -

b i o l o g y

V o l

1 . ,

p p .

1 3 1 - 1 5 0 .

J .

0 .

T e n o u v o , E d . )

CRC

P r e s s ,

B o c a

R a t o n

( 1 9 8 9 ) .

H o l m , L . ,

A .

K .

K o i v u l a , P .

M .

L e h t o v a a r a ,

A .

H e m m i n k i ,

a n d

J .

K .

C K n o w l e s :

R a n d o m M u t a g e n e s i s

U s e d

t o

P r o b e

t h e

S t r u c t u r e a n d F u n c t i o n o f B a c i l l u s

s t e a r o t h e r m o p h i l u s

A l -

p h a - A m y l a s e ,

P r o t .

E n g i n e e r

3 : 1 8 1 - 1 9 1

( 1 9 9 0 ) .

H o r i i ,

A . , M .

E m i ,

N . T om i t a ,

T . N i s h i d e ,

M .

O g a w a , T .

M o r i ,

a n d

K . M a t s u b a r a :

P r i m a r y S t r u c t u r e o f

Human

P a n c r e a t i c

c a - A m y l a s e

G e n e : I t s

C o m p a r i s o n

w i t h

Human

a - A m y l a s e

G e n e . G e n e 6 0 : 5 7 4 A

( 1 9 8 7 ) .

K e l l e r , P .

J . ,

D .

L .

K a u f f m a n ,

B .

J .

A l l a n ,

a n d

B . L .

W i l l i a m s :

F u r t h e r

S t u d i e s

o n

t h e S t r u c t u r a l

D i f f e r e n c e s

B e t w e e n

t h e

I s o e n z y m e s

o f

Human P a r o t i d

a - A m y l a s e .

B i o c h e m i s t r y

1 0 : 4 8 6 7 - 4 8 7 4

( 1 9 7 1 ) .

K i l i a n , M . ,

L .

M i k k e l s e n ,

a n d J .

H e n r i c h s e n : T a x o n o m i c

S t u d y

o f

V i r i d a n s

S t r e p t o c o c c i : D e s c r i p t i on o f


g o r d o n i i

s p .

n o v .

a n d Amended

D e s c r i p t i o n o f

S t r e p t o c o c -

c u s

s a n g u i s

W h i t e

a n d

N i v e n , 1 9 4 6 ) , S t r e p t o c o c c u s

o r a l i s

B r i d g e

a n d S n e a t h , 1 9 8 2 ) ,

a n d S t r e p t o c o c c u s

m i t i s

A n d r e w s

a n d

H o r d e r ,

1 9 0 6 ) .

I n t .

J .

S y s t e m

B a c t e r i o l .

3 9 : 4 7 1 - 4 8 4

( 1 9 8 9 ) .

K i l i a n , M .

a n d B .

N y v a d : A b i l i t y t o B i n d

S a l i v a r y

a - A m y l a s e

D i s c r i m i n a t e s C e r t a i n

V i r i d a n s

S t r e p t o c o c c a l S p e c i e s .

J . C l i n .

M i c r o b i o l . 2 8 : 2 5 7 6 - 2 5 7 7

( 1 9 9 0 ) .

K i t a , Y . , S . S a k a g u c h i ,

Y . N i t t a , a n d T . W a t a n a b e : K i n e t i c

S t u d y o n

C h e m i c a l

M o d i f i c a t i o n

o f

T a k a - A m y l a s e

A .

I I .

E t ho x y c a r b o ny l a t i on o f

H i s t i d i n e

R e s i d u e s .

J . B i o c h e m .

9 2 : 1 4 9 9 - 1 5 0 4

( 1 9 8 2 ) .

L e v i n e , M .

J . ,

M .

S .

R e d d y ,

L .

A .

T a b a k ,

R .

E .

L o o m i s ,

E .

J .

B e r g e y ,

P .

C J o n e s ,

R . E .

C o h e n ,

M . W.

S t i n s o n ,

a n d

I .

A l - H a s h i m i :

S t r u c t u r a l

A s p e c t s o f

S a l i v a r y

G l y c o p r o t e i n s .

J .

D e n t .

R e s .

6 6 : 4 3 6 - 4 4 1

( 1 9 8 7 ) .

L i n g s t r o m ,

P . ,

J .

H o l m ,

D .

B i r k h e d ,

a n d

I .

B j o r c k :

E f f e c t s

o f

V a r i -

o u s l y

P r o c e s s e d

S t a r c h o n

pH

o f Human D e n t a l

P l a q u e .

S c a n d .

J .

D e n t . R e s .

9 7 : 3 9 2 - 4 0 0

( 1 9 8 9 ) .

M a n d e l , I . D . : T h e F u n c t i o n s

o f

S a l i v a .

J . D e n t . R e s .

6 6 S p e c .

I s s ) : 6 2 3 - 6 3 3

( 1 9 8 7 ) .

M a t s u u r a ,

Y . ,

M .

H .

K u s u n o k i ,

W.

H a r a d a ,

a n d M . K a k u d o :

S t r u c -

t u r e

a n d P o s s i b l e

C a t a l y t i c

R e s i d u e s

o f

T a k a - A m y l a s e

A .

J .

B i o c h e m . 9 5 : 6 9 7 - 7 0 2

( 1 9 8 4 ) .

M e l l e r s h ,

A . ,

A .

C l a r k ,

a n d

S . H a f i z :

I n h i b i t i o n o f N e i s s e r i a

g o n o r r h o e a e b y N o r m a l

Human

S a l i v a .

B r .

J .

V e n .

D i s .

5 5 : 2 0 - 2 3

( 1 9 7 9 ) .

M o r m a n n ,

J .

E . ,

R .

S c h m i d ,

a n d H . R .

M u h l e m a n n :

E f f e c t o f

a - A m y l a s e

a n d

a - G l u c o s i d a s e I n h i b i t o r s o n

C a r i e s

I n c i -

d e n c e

a n d P l a q u e

A c c u m u l a t i o n

i n

R a t s . C a r i e s

R e s .

1 7 : 3 5 3 -

3 5 6

( 1 9 8 3 ) .

N a k a t a n i ,

H . :

S e l e c t i v e

I n h i b i t i o n

o f

H i s t i d i n e - M o d i f i e d

P a n c r e a t i c

a - A m y l a s e

b y

a

P r o t e i n a c e o u s

I n h i b i t o r

f r o m

P h a s e o l u s

v u l g a r i s .

A r c h .

B i o c h e m .

B i o p h y s . 2 6 3 : 3 6 4 - 3 6 8

( 1 9 8 8 ) .

N e f f ,

D . :

A c i d P r o d u c t i o n

f r o m D i f f e r e n t

C a r b o h y d r a t e

S o u r c e s

i n

Huma n

P l a q u e

I n

S i t u . C a r i e s R e s .

1 : 7 8 - 8 7

( 1 9 6 7 ) .

3 0 6




8/8

N i s h i d e , T . , Y . N a k a m u r a ,

M . E m i , T . Y a m a m o t o ,

M .

O g a w a ,

T .

M o r i ,

a n d

K .

M a t s u b a r a : P r i m a r y S t r u c t u r e o f Human S a l i -

v a r y

A m y l a s e .

G e n e 4 1 : 2 9 9 - 3 0 4

( 1 9 8 6 ) .

O D o n n e l l , M .

D . ,

K . F .

M c G e e n e y ,

a n d 0 . F i t z g e r a l d :

E f f e c t

o f

F r e e a n d C o n j u g a t e d

B i l e S a l t s o n a - A m y l a s e

A c t i v i t y .

E n z y m e s 1 9 :1 29 - 13 9 ( 1 9 7 5 ) .

O p p e n h e i m ,

F . G . : S a l i v a r y H i s t i d i n e - R i c h

P r o t e i n s . I n : Human

S a l i v a : C l i n i c a l C h e m i s t r y

a n d M i c r o b i o l o g y

V o l .

1 ,

p p .

1 5 1 - 1 6 0 .

J .

0 .

T e n o v u o , E d . )

CRC

P r e s s , B o c a

R a t o n ( 1 9 8 9 ) .

O r s t a v i k ,

D . a n d

F .

W. K r a u s : T h e A c q u i r e d

P e l l i c l e :

I m m u n o f l u o -

r e s c e n t

D e m o n s t r a t i o n o f S p e c i f i c

P r o t e i n s .

J . O r a l

P a t h o l .

2 : 6 8 - 7 6

( 1 9 7 3 ) .

O r s t a v i k ,

D .

a n d

F . W. K r a u s : T h e A c q u i r e d P e l l i c l e :

E n z y m e

a n d

A n t i b o d y A c t i v i t i e s . S c a n d . J .

D e n t

R e s .

8 2 : 2 0 2 - 2 0 5

( 1 9 7 4 ) .

R a m a s u b b u ,

N . , K .

B h a n d a r y ,

F . A .

S c a n n a p i e c o , a n d M . J . L e v i n e :

C r y s t a l l i z a t i o n a n d

P r e l i m i n a r y X - r a y D i f f r a c t i o n

S t u d i e s o f

Huma n

S a l i v a r y a - A m y l a s e . P r o t e i n s

1 1 : 2 3 0 - 2 3 2 ( 1 9 9 1 ) .

R o s e n m u n d , H .

a n d M . J . K a c z m a r e k : I s o l a t i o n a n d

C h a r a c t e r i z a -

t i o n o f I s o e n z y m e s o f

Hum a n S a l i v a r y

a n d

P a n c r e a t i c

a - A m y l a s e .

C l i n . C h i m. A c ta 7 1 : 1 8 5 - 1 8 9 ( 1 9 7 6 ) .

R u b y ,

J . D . a n d V . F .

G e r e n c s e r :

A m y l a s e

A c t i v i t y o f B a c t e r i a l

O r i g i n f r o m Human

D e n t a l P l a q u e .

J .

D e n t . R e s .

5 3 : 4 9 8

( 1 9 7 4 ) .


F .

A . ,

E . J .

B e r g e y ,

M. S .

R e d d y , a n d M . J .

L e v i n e :

C h a r a c t e r i z a t i o n

o f S a l i v a r y

a - A m y l a s e

B i n d -

i n g t o

S t r e p t o c o c c u s s a n g u i s . I n f e c t . I m m u n .

5 7 : 2 8 5 3 -

2 8 6 3

( 1 9 8 9 ) .


F . A . , K .

B h a n d a r y ,

N . R a m a s u b b u , a n d

M . J .

L e v i n e : S t r u c t u r a l R e l a t i o n s h i p

B e t w e e n

t h e

E n z y m a t i c

a n d S t r e p t o c o c c a l B i n d i n g S i t e s o f Human

S a l i v a r y

a - A m y l a s e .

B i o c h e m . B i o p h y s .

R e s .

C o m m u n .

1 7 3 : 1 1 0 9 -

1 1 1 5 ( 1 9 9 0 ) .


F . A . a n d

M . J .

L e v i n e :

S a l i v a a n d

D e n t a l P e l l i c l e s .

I n :

C o n t e m p o r a r y

P e r i o d o n t i c s , p p .

1 1 7 - 1 2 5 .

( R .

J .

G e n c o ,

H .

G o l d m a n ,

a n d

D .

W.

C o h e n . , E d s . )

C V .

M o s b y ,

S t .

L o u i s

( 1 9 9 0 ) .

S t e p h a n , R .

M . a n d E .

S .

H e m m e n s : S t u d i e s

o f

C h a n g e s

i n

pH

P r o d u c e d b y

P u r e

C u l t u r e s o f

O r a l M i c r o o r g a n i s m s .

J . D e n t

R e s . 2 6 : 1 5 - 4 1 ( 1 9 4 7 ) .

T a b a k , L . A . ,

M .

J . L e v i n e ,

I .

D .

M a n d e l , a n d

S . A . E l l i s o n : R o l e

o f

S a l i v a r y

M u c i n s

i n

t h e

P r o t e c t i o n o f t h e O r a l

C a v i t y .

J . O r a l

P a t h o l . 1 1 : 1 - 1 7

( 1 9 8 2 ) .

T o o r s , F .

A . a n d

J .

I . B .

H e r c z o g :

A c i d

P r o d u c t i o n f r o m a N o n - S u g a r

L i c o r i c e a n d D i f f e r e n t S u g a r

S u b s t i t u t e s i n S t r e p t o c o c c u s

m u t a n s

M o n o c u l t u r e a n d P o o l e d

P l a q u e - S a l i v a

M i x t u r e s .

C a r i e s R e s .

1 2 : 6 0 - 6 8

( 1 9 7 8 ) .

T o r r e s , G . I . ,

F . A . S c a n n a p i e c o ,

a n d

M .

J . L e v i n e : S a l i v a r y A m y l a s e

P r o m o t e s

t h e

A d h e s i o n

o f


g o r d o n i i

t o

H y -

d r o x y a p a t i t e . J .

D e n t . R e s .

7 1 : A b s t r a c t 4 6 9

( 1 9 9 2 ) .

T s e n g , C . - C . , F . A . S c a n n a p i e c o , a n d

M .

J . L e v i n e : U s e

o f

a R e p l i c a

P l a t e A s s a y f o r

t h e

R a p i d

A s s e s s m e n t

o f

S a l i v a r y

P r o t e i n -

B a c t e r i a

I n t e r a c t i o n s .

O r a l

M i c r o b i o l .

I mm un o l . 7 : 53 - 56

( 1 9 9 2 ) .

V i h i n e n ,

M . , P . O l l i k k a ,

J .

N i s k a n e n ,

P .

M e y e r ,

I .

S u o m i n e n ,

M .

K a r p ,

L . H o l m ,

J . K n o w l e s , a n d

P . M a n t s a l a :

S i t e - D i r e c t e d

M u t a g e n e s i s

o f a T h e r m o s t a b l e a - A m y l a s e f r o m

B a c i l l u s

s t e a r o t h e r m o p h i l u s :

P u t a t i v e

R o l e o f T h r e e

C o n s e r v e d

R e s i -

d u e s . J . B i o c h e m .

1 0 7 : 2 6 7 - 2 7 2

( 1 9 9 0 ) .

V o l k e r ,

J .

F . a n d

D .

M .

P i n k e r t o n :

A c i d

P r o d u c t i o n

i n

S a l i v a -

C a r b o h y d r a t e

M i x t u r e s . J .

D e n t . R e s .

2 6 : 2 2 9 - 2 3 2

( 1 9 4 7 ) .

Y a m a s h i t a ,

K . , Y .

Y a c h i b a n a , T . N a k a y a m a , M .

K i t a m u r a ,

Y .

E n d o ,

a n d

A . K o b a t a :

S t r u c t u r a l S t u d i e s

o f t h e

S u g a r

C h a i n s

o f

Human P a r o t i d

a - A m y l a s e . J . B i o l .

C h e m . 2 5 5 : 5 6 3 5 - 5 6 4 2

( 1 9 8 0 ) .

3 0 7


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CROBM 1993 Scannapieco 301 7