Lactase
From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
A lactase é un encima que se utiliza para dixerir o azucre lactosa contido no leite, que se produce no aparato dixestivo dos nenos e de gran parte dos adultos humanos e outros mamíferos. A lactase é esencial para uha completa dixestión do leite, xa que rompe o disacárido lactosa nos seus compoñentes os monosacáridos galactosa e glicosa. A falta do encima lactase pode orixinar a aparición dun cadro de síntomas ao consumir produtos lácteos que se denomina intolerancia á lactosa.[1] A lactase utilízase tamén como un suplemento alimenticio e é engadida ao leite para producir produtos lácteos "libres de lactosa".
Lactase | |
| Identificadores | |
| Símbolo | LCT |
| Símbolos alt. | LAC; LPH; LPH1 |
| Entrez | 3938 |
| HUGO | 6530 |
| OMIM | |
| RefSeq | NM_002299 |
| UniProt | P09848 |
| Outros datos | |
| Número EC | 3.2.1.108 |
| Locus | Cr. 2 q21 |
A lactase (tamén chamada lactase-floricina hidrolase, ou LPH), forma parte da familia de encimas da β-galactosidase, e é unha glicósido hidrolase que hidroliza a lactosa nos seus compoñentes galactosa e glicosa. A lactase está presente predominantemente no bordo en cepillo formado por microvilli na superficie dos enterocitos que tapizan o intestino delgado.[2] Nos humanos a lactase está codificada no xene LCT do cromosoma 2.[3][4]
Remove ads
Mecanismo
A temperatura óptima para o funcionamento da lactase é duns 25 °C.[5] e ten un pH óptimo de 6.[2]
No metabolismo, o enlace β-glicosídico da D-lactosa é hidrolizado para formar D-galactosa e D-glicosa, que poden ser absorbidas no sangue a través das paredes intestinais. A reacción global que cataliza a lactase é:
A lactase tamén cataliza a conversión de floricina a floretina e glicosa.
O mecanismo catalítico da hidrólise da D-lactosa mantén a configuración anomérica dos seus produtos.[6] Aínda que os detalles do mecanismo non se coñecen ben, a retención estereoquímica conséguese por medio dunha dobre reacción de desprazamento. Os estudos feitos coa lactase de E. coli indican que a hidrólise se inicia cando un nucleófilo glutamato do encima ataca desde o lado axial do carbono galactosilo no enlace β-glicosídico.[7] A separación da D-glicosa saínte pode ser facilitada por unha catálise ácida dependente de Mg.[7] O encima libera o residuo α-galactosil por ataque nucleofílico ecuatorial con auga, que produce a D-galactosa.[6]
Estudos sobre a modificación do substrato demostraron que os grupos 3’-OH e 2’-OH do anel de galactopiranosa son esenciais para o recoñecemento encimático e a hidrólise.[8] O grupo 3’-OH está implicado na unión inicial do substrato mentres que o grupo 2’-OH non é necesario para o recoñecemento pero si para os seguintes pasos. Isto demóstrase polo feito de que un análogo 2-desoxi é un inhibidor competitivo efectivo (con Ki = 10mM).[8] A eliminación de grupos hidroxilo específicos no residuo de glicopiranosa non elimina completamente a catálise.[8]
Remove ads
Estrutura e biosíntese
A pre-pro-lactase é o primeiro produto traducional do encima lactase (ou LPH) e é un polipéptido simple longo de 1927 aminoácidos.[3] Pode dividirse en cinco dominios: (i) unha secuencia sinal de clivaxe de 19 aminoácidos; (ii) un grande dominio prosecuencia que non está presente na lactase madura; (iii) o segmento da lactase madura; (iv) unha áncora hidrofóbica que abrangue o grosor da membrana; e (v) un curto extremo carboxilo terminal hidrofílico.[3] A secuencia sinal é clivada no retículo endoplasmático, e a resultante pro-LPH de 215 kDa é enviada ao aparato de Golgi, onde será fortemente glicosilada e procesada proteoliticamente para dar a forma madura.[9] O prodominio actúa como unha chaperona intramolecular no retículo endoplasmático, impedindo a clivaxe pola tripsina e permitindo que a LPH adopte a estrutura tridimensional necesaria para ser transportada ao aparato de Golgi.[10]
A lactase humana madura é unha cadea polipeptídica de 160 kDa que se localiza na membrana do bordo en cepillo das células epiteliais intestinais. Está orientada co extremo N-terminal fóra da célula e o C-terminal no citosol.[3] A LPH contén dous sitios catralíticos de ácido glutámico. No encima humano a actividade de lactase está asociada co Glu-1749, mentres que o Glu-1273 é o sitio para a súa función de floricina hidrolase.[11]
Remove ads
Expresión xenética e regulación
A lactase está codificada nun locus xenético do cromosoma 2 humano.[12] Exprésase exclusivamente nos enterocitos do intestino delgado de mamíferos e, ademais, en niveis moi baixos no colon durante o desenvolvemnto fetal.[12] Os seres humanos nacen con niveis altos de expresión da lactase. Na maioría da poboación mundial, a transcrición é regulada á baixa despois da desteta, polo que a expresión da lactase diminúe no intestino delgado.[12] En certas persoas a diminución da produción de lactase pode orixinar os síntomas da hipolactasia de tipo adulto ou intolerancia á lactosa.
Algúns segmentos da poboación presentan unha persistencia na expresión da lactase de adultos, o que se cre se debe a unha mutación que ocorreu hai 5.000-10.000 anos e que se estendeu pola poboación, coincidindo co aumento da domesticación do gando vacún.[13] Esta mutación permite que case a metade da poboación mundial poida metabolizar a lactosa sen que se presenten síntomas indesexados. Os estudos ligan a aparición da persistencia da produción de lactase a dous polimorfismos dun só nucleótido de arredor de 14 e 22 kb situados augas arriba do extremo 5' do xene LPH.[14] Ambas as mutacións, consistentes nun cambio C→T na posición -13910 e outro T→ A na posición -22018, foron asociados independentemente á presistencia da lactase.[15]
O promotor da lactase ten unha lonxitude de 150 pares de bases e está localizado augas arriba preto do sitio de iniciación da transcrición.[15] A secuencia está moi conservada nos mamíferos, o que suxire que están situados preto reguladores transcricionais en cis fundamentais.[15] Identificáronse como factores de transcrición os seguintes: Cdx-2, HNF-1α, e GATA.[15] Os estudos sobre o comezo da hipolactasia demostraron que a pesar deses polimorfismos hai pouca diferenza na expresión de lactase nos nenos pequenos, o que indica que esas mutacións se fan cada vez máis relevantes durante o crecemento.[16] Hipotetízase que proteínas de unión ao ADN reguladas polo desenvolvemento regulan á baixa a transcrición ou desestabilizan os transcritos de ARNm, causando un descenso da expresión do encima despois da desteta.[16]
Remove ads
Uso industrial
A lactase producida comercialmente pode extraerse de lévedos como Kluyveromyces fragilis e Kluyveromyces lactis e doutros fungos, como Aspergillus niger e Aspergillus oryzae.[17] O seu principal uso comercial é degradar a lactosa do leite para facela axeitada para o seu consumo por persoas con intolerancia á lactosa.[18]
Notas
Véxase tamén
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads