Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Aktiviteten af ​​Lactase Enzyme

Størstedelen af ​​verdens befolkning er til en vis grad laktoseintolerant. Blandt mennesker af europæisk oprindelse og i visse dele af Afrika er evnen til at fordøje laktosen i mælk og mejeriprodukter meget almindelig. Denne evne er forårsaget af en genetisk mutation, der får dem, der bærer det, til at fortsætte med at fremstille et enzym kaldet lactase godt i voksenalderen.

Lactose og lactase

Både menneskelig og kødmælk er rig på en sukker kaldet lactose. Lactose er et disaccharid, et molekyle lavet ved at kombinere to mindre sukkermolekyler betegnet glucose og galactose. I vand har laktosukker tendens til at bryde ned i glucose og galactose, men denne reaktion er meget langsom. Enzymet lactasen virker som en katalysator for at lette reaktionen og gøre det til at ske meget hurtigt. Dette enzym består af fire separate underenheder, der kommer sammen til dannelse af et enkelt fungerende enzym. Hver underenhed er en lang kæde af aminosyrer, der er sammenstrengt. I alt, hvis du tæller antallet af aminosyrer i hver kæde, er der 4,092 aminosyre enheder i proteinet.

Betingelser for enzymfunktion

Laktasenzymet opnår kun den optimale ydeevne, hvis magnesium er til stede, og det virker bedst, når pH er tæt på 6. Når enzymet er fuldt mættet - med andre ord, når koncentrationen af ​​lactose er så høj, at den øger den yderligere, øger den ikke reaktionshastigheden - det kan nedbryde 60 molekyler lactose et sekund. Mekanismen, hvormed den letter reaktionen, involverer to glutamataminosyrer, der er placeret på en sådan måde, at når lactosemolekylet stikker til enzymet, samarbejder disse aminosyrer med at splitte det i to.

Genetik af Lactase Persistens

Som spædbørn producerer alle mennesker laktasenzymet i deres tarm. De fleste mennesker ophører dog med at producere enzymet i barndommen. En enkelt mutation tæt på genet for dette enzym gør det muligt for dig at fortsætte med at producere lactase i voksenalderen - og dermed fordøje laktose selv som en voksen. Dette træk kaldes lactase persistens, og mennesker, der mangler det siges at være lactoseintolerante, selvom omfanget og sværhedsgraden af ​​lactoseintolerans varierer meget blandt individer.

Oprindelse af Lactase Persistens

Mennesker kun begyndte mælkeproduktion omkring 10.000 år siden. Der er en stærk sammenhæng mellem mælkeproduktionens popularitet i en given region og hyppigheden af ​​laktase persistensmutationen. De to regioner, hvor laktaseudholdenhed er mest almindelig, er Europa og nogle afrikanske lande, begge regioner, hvor mælkeproduktion er blevet praktiseret i årtusinder. Dette indebærer, at laktase persistens er en ny evolutionær innovation, og at der har været stærkt naturligt udvalg, der favoriserer denne mutation, hvilket betyder, at i regioner, hvor mælkeproduktion blev praktiseret, var folk, der kunne fordøje mejeriprodukter, meget mere tilbøjelige til at overleve og have børn. Hvorfor evnen til at spise mejeri var så gavnlig forbliver uklar.