Laktaza - Polski Serwis Naukowy

Laktaza jest enzymem wytwarzanym w rąbku szczoteczkowym nabłonka jelita cienkiego. Należy do grupy enzymów β-galaktozydaz, jest odpowiedzialna za hydrolizę laktozy na monocukry glukozę i galaktozę.

Laktaza jest niezbędna w procesie trawienia przy hydrolizie laktozy zawartej w mleku. Niedobór tego enzymu powoduje zespół objawów określanych jako nietolerancja laktozy.

Działanie laktazy

Właściwości

Laktaza osiąga maksymalną aktywność przy temperaturze ok. 48 °C i pH równym 6,5. Gen laktazy jest zlokalizowany w drugim chromosomie (2q21).

Glukoza (dokładniej: D-glukoza), C6H12O6 – węglowodan należący do cukrów prostych z grupy aldoheksoz. Jest białym, drobnokrystalicznym ciałem stałym, z roztworów wodnych łatwo krystalizuje jako monohydrat. Bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie (nie zmienia pH roztworu), nierozpuszczalna w etanolu. Ma słodki smak, nieco mniej intensywny od sacharozy.

Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe [uwaga 1] katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji [1].

Genetyka

Utrzymanie wydzielania laktazy to genetyczna cecha, która zapewnia wydzielanie laktazy w dorosłym życiu, różna u różnych populacji, najczęściej występuje w północnej Europie, u niektórych ludów Afryki, nomadów, którzy od dawna pili słodkie mleko.

Utrzymanie wydzielania laktazy nie jest spowodowane mutacjami w obrębie samego genu laktazy LCT, lecz mutacjami na zewnątrz genu w obszarach intronów innego genu (MCM6), które wpływają na ekspresję genu LCT. W Europie za tolerancję laktozy odpowiadają dwie mutacje: przede wszystkim zmiana C na T w pozycji -13910, i nieco rzadsza zmiana G na A w pozycji -22018. W Afryce Wschodniej z tolerancją na laktozę skorelowane są inne polimorfizmy, również znajdujące się w intronach genu MCM6.

Chromosom – forma organizacji materiału genetycznego wewnątrz komórki. Nazwa pochodzi z greki, gdzie χρῶμα (chroma, kolor) i σῶμα (soma, ciało). Chromosomy rozróżniano poprzez wybarwienie.

Neolit (zob. neo - "nowy", lit - "kamień"; inaczej młodsza epoka kamienia) - końcowy okres epoki kamienia (poprzedzający epokę brązu). Jego charakterystyczne cechy to uprawa roślin i hodowla zwierząt oraz stałe osady. Proces ten nazwano "rewolucją neolityczną". W neolicie rozwijają się też nowe techniki obróbki kamienia, takie jak gładzenie powierzchni i wiercenie otworów. Nazwa epoki wprowadzona przez Johna Lubbocka w 1865 roku.

Uważa się, że allele niosące utrzymującą się u dorosłych tolerancję na laktozę były rzadkie, a rozpowszechniły się dopiero wtedy, kiedy ludzie udomowili bydło i zaczęli korzystać z jego mleka. Badania próbek neolitycznych kości ludzkich z terenów Europy sugerują, że wtedy ta mutacja nie była rozpowszechniona.

Jelito cienkie (łac. intestinum tenue), (na ilustracji obok w kolorze czerwonym) – najdłuższa część przewodu pokarmowego, która ciągnie się od żołądka aż do jelita grubego, od którego oddziela się poprzez zastawkę krętniczo-kątniczą. Zajmuje ono okolicę pępkową, podbrzuszną i obie okolice biodrowe, a częściowo i miednicę małą. Długość jego zależy od indywidualnych genów, zmienia się także osobniczo, w zależności od wieku i od stanu skurczu błony mięśniowej. Średnia długość jelita cienkiego to 5-6 m, a średnica (światło jelita) ok. 3 cm. Podczas badania endoskopowego ulega skróceniu. U noworodków i dzieci, jelito cienkie jest stosunkowo dłuższe, niż u dorosłych – przypuszczalnie w związku z większą pojemnością jamy brzusznej.Waga Jelita cienkiego dochodzi do 4-5kg(jest to względne ze względu na zawartość pokarmu)

Allel – jedna z wersji genu w określonym miejscu (locus) na danym chromosomie homologicznym. Allele tego samego genu różnią się jednym lub kilkoma nukleotydami. Występowanie więcej niż jednej wersji danego genu określa się jako polimorfizm. Dzięki zdegenerowaniu kodu genetycznego tylko część tych różnic przekłada się na różnice w budowie kodowanych białek. Powoduje to zróżnicowanie właściwości cząsteczek białka kodowanego przez różne allele tego samego genu.

Zastosowanie przemysłowe

Laktaza na skalę przemysłową jest produkowana z hodowli drożdży. Stosowana do rozkładu laktozy w mleku, by było przyswajalne dla osób z nietolerancją laktozy. Laktaza jest także stosowana przy produkcji lodów. Ponieważ glukoza i galaktoza są słodsze niż laktoza, laktaza daje wrażenie lepszego smaku, poza tym obniżenie zawartości laktozy nadaje lodom lepszą płynność i gładszą jednolitą strukturę. Laktaza jest stosowana również w przemyśle mleczarskim przy przerobie serwatki.

Smak – jeden z podstawowych zmysłów dostępnych organizmom, służący do chemicznej analizy składu pokarmu. U wielu organizmów smak i węch nie są oddzielone.

Laktoza (4-O-β-D-galaktopiranozylo-D-glukopiranoza), o wzorze sumarycznym C12H22O11, cukier mleczny, cukier mlekowy (z łac. lac – mleko) jest dwucukrem, zbudowanym z D-galaktozy i D-glukozy, występującym w mleku ssaków. Zawartość laktozy:

Stosowana także przy screeningu biało-niebieskim, do identyfikacji kolonii bakterii zawierających plazmidy z genem lacZ.

Przypisy

Burger J, Kirchner M, Bramanti B, Haak W, Thomas MG. (2007) Absence of the lactase-persistence-associated allele in early Neolithic Europeans. PNAS 104(10):3736-41 PMID: 17360422