Galaktosestruktur, funksjoner, metabolisme og patologier

3281
Basil Manning
Galaktosestruktur, funksjoner, metabolisme og patologier

De galaktose Det er et monosakkaridsukker som hovedsakelig finnes i melk og andre meieriprodukter. Ved å binde seg til glukose, danner de laktosedimer. Det fungerer som en strukturell komponent i nervecellemembraner, er viktig for amming hos pattedyr og kan tjene som energikilde.

Imidlertid er forbruk i dietten ikke obligatorisk. Ulike metabolske problemer relatert til galaktose fører til patologier som laktoseintoleranse og galaktosemi.

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 funksjoner
    • 2.1 I dietten
    • 2.2 Strukturelle funksjoner: glykolipider
    • 2.3 Syntese av laktose hos pattedyr
  • 3 Metabolisme
    • 3.1 Metabolismetrinn
  • 4 Patologier assosiert med galaktosemetabolisme
    • 4.1 Galaktosemi
    • 4.2 Laktoseintoleranse
  • 5 Referanser

Struktur

Galaktose er et monosakkarid. Det er en seks-karbon aldose, med molekylformel C6H12ELLER6. Molekylvekten er 180 g / mol. Denne formelen er den samme som andre sukkerarter, som glukose eller fruktose.

Det kan eksistere i sin åpne kjedeform eller også til stede i sin sykliske form. Det er en epimer av glukose; de adskiller seg bare ved karbon nummer 4. Begrepet epimer refererer til en stereoisomer som bare skiller seg i posisjonen til dens sentre.

Funksjoner

I dietten

Hovedkilden til galaktose i dietten er laktose, som kommer fra meieriprodukter. Kan brukes som energikilde.

Imidlertid er bidraget i dietten ikke viktig for kroppen, siden UDP-glukose kan transformeres til UDP-galaktose og denne metabolitten kan utføre sine funksjoner i kroppen som en bestanddel av en gruppe glykolipider..

Det er ingen type studier som avslører patologi forbundet med lavt galaktoseforbruk. I kontrast har overdreven forbruk blitt rapportert som giftig hos modelldyr. Faktisk er overflødig galaktose forbundet med grå stær og oksidativ skade..

Imidlertid, hos barn, bidrar laktose med 40% av energien i kostholdet, mens hos voksne reduseres denne andelen til 2%..

Strukturelle funksjoner: glykolipider

Galaktose er til stede i en bestemt gruppe glykolipider kalt cerebrosider. Cerebrosider som inneholder galaktose i strukturen kalles galactocerebrosides eller galactolipids.

Disse molekylene er essensielle komponenter i lipidmembraner, spesielt i nerveceller i hjernen; derav navnet hans.

Cerebrosider brytes ned av enzymet lysosim. Når kroppen ikke er i stand til å bryte dem ned, akkumuleres disse forbindelsene. Denne tilstanden kalles Krabbe sykdom..

Laktosesyntese hos pattedyr

Galaktose har en grunnleggende rolle i syntesen av laktose. Hos pattedyr produserer brystkjertlene store mengder laktose etter graviditet for å mate ungene sine.

Denne prosessen utløses hos kvinner av en serie hormoner som er karakteristiske for graviditet. Reaksjonen involverer UDP-galaktose og glukose. Disse to sukkerene er smeltet sammen av enzymet laktosesyntetase.

Dette enzymkomplekset er til en viss grad kimært, siden delene som komponerer det ikke er relatert til dets funksjon..

En av delene består av en galaktosyltransferase; under normale forhold er dens funksjon relatert til glykosylering av proteiner.

Den andre delen av komplekset består av α-laktalbumin, som er veldig lik lysozym. Dette enzymkomplekset er et fascinerende eksempel på evolusjonære modifikasjoner..

Metabolisme

Laktose er et sukker som finnes i melk. Det er et disakkarid dannet av monosakkaridene glukose og galaktose bundet sammen av en β-1,4-glykosidbinding.

Galaktose oppnås ved hydrolyse av laktose, dette trinnet katalyseres av laktase. I bakterier er det et analogt enzym kalt β-galaktosidase.

Enzymet heksokinase, til stede i det første trinnet av glykolytisk vei, er i stand til å gjenkjenne forskjellige sukkerarter, slik som glukose, fruktose og mannose. Imidlertid gjenkjenner den ikke galaktose.

Det er derfor konverteringstrinnet kalt epimerisering må skje som et trinn før glykolyse. Denne ruten tar sikte på å omdanne galaktose til en metabolitt som kan komme inn i glykolyse, spesielt glukose-6-fosfat..

Galaktose-nedbrytning er bare mulig i fostervannsceller, leverceller, erytrocytter og leukocytter (blodceller). Leverveien er kjent som Leloir-banen til ære for oppdageren, Luis Federico Leloir, en viktig argentinsk forsker.

Galaktose tas opp av enterocytter ved aktiv transport, via SGLT1, SGC5A1 (natrium-glukose-transportører) og i mindre grad av SGLT2.

Trinn i stoffskiftet

Metabolismetrinnene er oppsummert som følger:

- Galaktose fosforyleres ved det første karbonet. Dette trinnet katalyseres av enzymet galaktokinase..

- Uridylgruppen overføres til glukose-1-fosfat av galaktose-1-fosfat uridyltransferase. Resultatet av denne reaksjonen er glukose-1-fosfat og UDP-galaktose.

- UDP-galaktose transformeres til UDP-glukose, et trinn katalysert av UDP-galaktose-4-epimerase.

- Til slutt transformeres glukose-1-fosfat til glukose-6-fosfat. Denne forbindelsen kan komme inn i den glykolytiske banen.

Disse reaksjonene kan oppsummeres som: galaktose + ATP -> glukose-1-fosfat + ADP + H+

Reguleringen av galaktosehomeostase er kompleks og sterkt integrert med reguleringen av andre karbohydrater.

Patologier assosiert med galaktosemetabolisme

Galaktosemi

Galaktosemi er en patologi der kroppen ikke klarer å metabolisere galaktose. Årsakene er genetiske, og behandlingen inkluderer et galaktosefritt kosthold.

Den omfatter en rekke varierte symptomer, som oppkast, diaré, mental retardasjon, utviklingsproblemer, leverproblemer og dannelse av grå stær, blant andre. I noen tilfeller kan sykdommen være dødelig og den berørte personen dør.

Pasienter med denne tilstanden har ikke enzymet galaktose-1-fosfat uridyltransferase. Ved ikke å kunne fortsette resten av metabolske reaksjoner, akkumuleres dette svært giftige produktet i kroppen.

Laktoseintoleranse

Hos noen voksne er det mangel på enzymet laktase. Denne tilstanden tillater ikke normal metabolisme av laktose, så forbruk av meieriprodukter gir forandringer i mage-tarmkanalen.

Det er verdt å nevne at mangelen på dette enzymet forekommer naturlig når individer blir eldre, siden kostholdet til en voksen antar en lavere betydning av laktose og meieriprodukter i kostholdet..

Mikroorganismer som bor i tykktarmen kan bruke laktose som karbonkilde. Sluttproduktene til denne reaksjonen er metan og hydrogengass..

Referanser

  1. Berg, J. M., Stryer, L. og Tymoczko, J. L. (2007). Biokjemi. Omvendt.
  2. Campbell, N. A., og Reece, J. B. (2007). biologi. Panamerican Medical Editorial.
  3. Horton-Szar, D. (2010). Det viktigste i stoffskifte og ernæring. Elsevier.
  4. Kohlmeier, M. (2015). Næringsstoffmetabolisme: Strukturer, funksjoner og gener. Akademisk presse.
  5. Müller-Esterl, W. (2008). Biokjemi. Grunnleggende for medisin og biovitenskap. Omvendt.
  6. Pertierra, A. G., Olmo, R., Aznar, C. C., og López, C. T. (2001). Metabolisk biokjemi. Redaksjonell Tebar.
  7. Rodríguez, M. H., og Gallego, A. S. (1999). Ernæringsavhandling. Utgaver Díaz de Santos.
  8. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2007). Grunnleggende om biokjemi. Panamerican Medical Editorial.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.