GALAKTOSE: STRUKTUR, FUNKTIONER, STOFSKIFTE OG PATOLOGIER - KEMI - 2025

Den galactose er et monosaccharid sukker findes hovedsageligt i mælk og andre mejeriprodukter. Ved at binde til glukose danner de lactosedimeren. Det fungerer som en strukturel komponent i nervecellemembraner, er essentiel for amning hos pattedyr og kan tjene som en energikilde.

Imidlertid er dets forbrug i kosten ikke obligatorisk. Forskellige metaboliske problemer relateret til galactose fører til patologier såsom lactoseintolerance og galactosemia.

Struktur

Galactose er et monosaccharid. Det er en seks-carbon aldose, med molekylformlen C ₆ H ₁₂ O ₆. Molekylvægten er 180 g / mol. Denne formel er den samme for andre sukkerarter, såsom glukose eller fruktose.

Det kan eksistere i sin åbne kædeform eller også være i sin cykliske form. Det er en epimer af glukose; de adskiller sig kun ved carbon nummer 4. Udtrykket epimer henviser til en stereoisomer, der kun adskiller sig i placeringen af ​​dens centre.

Funktioner

I kosten

Den vigtigste kilde til galactose i kosten er lactose, der stammer fra mejeriprodukter. Det kan bruges som en energikilde.

Imidlertid er bidraget i kosten ikke væsentlig for kroppen, da UDP-glukose kan omdannes til UDP-galactose, og denne metabolit kan udføre sine funktioner i kroppen som en bestanddel af en gruppe af glycolipider.

Der er ingen type undersøgelse, der afslører nogen patologi forbundet med lavt galaktoseforbrug. I modsætning hertil er overdreven forbrug rapporteret som giftig hos modeldyr. Faktisk er overskydende galactose forbundet med grå stær og oxidativ skade.

Hos børn bidrager imidlertid lactose 40% af energien i deres diæt, mens hos voksne falder denne procentdel til 2%.

Strukturelle funktioner: glycolipider

Galactose er til stede i en specifik gruppe af glycolipider kaldet cerebrosider. Cerebrosider, der indeholder galactose i deres struktur kaldes galactocerebrosider eller galactolipider.

Disse molekyler er essentielle komponenter i lipidmembraner, specifikt af nerveceller i hjernen; deraf dens navn.

Cerebrosider nedbrydes af enzymlysosimen. Når kroppen ikke er i stand til at nedbryde dem, ophobes disse forbindelser. Denne tilstand kaldes Krabbe sygdom.

Laktosesyntese hos pattedyr

Galactose har en grundlæggende rolle i syntesen af ​​lactose. Hos pattedyr producerer brystkirtlerne store mængder laktose efter graviditeten for at fodre deres unger.

Denne proces udløses hos kvinder af en række hormoner, der er karakteristiske for graviditet. Reaktionen involverer UDP-galactose og glukose. Disse to sukkerarter fusioneres ved virkningen af ​​enzymet lactosesyntetase.

Dette enzymkompleks er til en vis grad kimært, da dets komponentdele ikke er relateret til dets funktion.

En af dens dele består af en galactosyltransferase; under normale betingelser er dens funktion relateret til glycosylering af proteiner.

Den anden del af komplekset består af a-lactalbumin, der ligner meget lysozym. Dette enzymkompleks er et fascinerende eksempel på evolutionære ændringer.

Metabolisme

Laktose er et sukker, der findes i mælk. Det er et disaccharid dannet af monosacchariderne glukose og galactose bundet sammen af ​​en ß-1,4-glycosidbinding.

Galactose opnås fra hydrolyse af lactose, dette trin katalyseres af lactase. I bakterier er der et analogt enzym kaldet ß-galactosidase.

Hexokinase-enzymet, der er til stede i det første trin i den glykolytiske vej, er i stand til at genkende forskellige sukkerarter, såsom glukose, fruktose og mannose. Dog genkender det ikke galaktose.

Det er grunden til, at omdannelsestrinnet, der kaldes epimerisering, skal ske som et trin før glycolyse. Denne rute er beregnet til at omdanne galactose til en metabolit, der kan gå ind i glycolyse, specifikt glucose-6-phosphat.

Galactose-nedbrydning er kun mulig i fosterdyrsceller, leverceller, erytrocytter og leukocytter (blodlegemer). Levervejen er kendt som Leloir-stien til ære for sin opdager, Luis Federico Leloir, en vigtig argentinsk videnskabsmand.

Galactose optages af enterocytter ved aktiv transport, via SGLT1, SGC5A1 (natriumglucosecotransporters) og i mindre grad af SGLT2.

Metabolismetrin

Metabolismetrinnene opsummeres som følger:

- Galactose fosforyleres ved det første kulstof. Dette trin katalyseres af enzymet galactokinase.

- Uridylgruppen overføres til glucose-1-phosphat ved hjælp af galactose-1-phosphat uridyltransferase. Resultatet af denne reaktion er glucose-1-phosphat og UDP-galactose.

- UDP-galactose transformeres til UDP-glucose, et trin katalyseret af UDP-galactose-4-epimerase.

- Endelig omdannes glukose-1-phosphat til glucose-6-phosphat. Denne forbindelse kan komme ind i den glykolytiske vej.

Disse reaktioner kan sammenfattes som: galactose + ATP -> glucose-1-phosphat + ADP + H ⁺

Reguleringen af ​​galaktosehomeostase er kompleks og stærkt integreret med reguleringen af ​​andre kulhydrater.

Patologier forbundet med galaktosemetabolisme

galaktosemi

Galactosemia er en patologi, hvor kroppen ikke er i stand til at metabolisere galactose. Årsagerne er genetiske, og dens behandling inkluderer en galaktosefri diæt.

Det omfatter en række forskellige symptomer, såsom opkast, diarré, mental retardering, udviklingsproblemer, leverproblemer og dannelse af grå stær. I nogle tilfælde kan sygdommen være dødelig, og den berørte person dør.

Patienter med denne tilstand har ikke enzymet galactose-1-phosphat-uridyltransferase. Da resten af ​​de metaboliske reaktioner ikke kan fortsætte, ophobes dette yderst giftige produkt i kroppen.

Laktoseintolerance

Hos nogle voksne er der en mangel på enzymet lactase. Denne tilstand tillader ikke den normale metabolisme af lactose, så forbruget af mejeriprodukter skaber ændringer i mave-tarmkanalen.

Det er værd at nævne, at manglen på dette enzym forekommer naturligt, når individer bliver ældre, da en diæt fra en voksen antager en lavere betydning af laktose og mejeriprodukter i kosten.

Mikroorganismer, der bor i tyktarmen, kan bruge lactose som en kulstofkilde. Slutprodukterne af denne reaktion er methan og hydrogengas.

Referencer

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemi. Jeg vendte om.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Redaktionel Médica Panamericana.
3. Horton-Szar, D. (2010). Det væsentlige i metabolisme og ernæring. Elsevier.
4. Kohlmeier, M. (2015). Næringsstofmetabolisme: strukturer, funktioner og gener. Academic Press.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Biokemi. Grundlæggende oplysninger om medicin og biovidenskab. Jeg vendte om.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Metabolisk biokemi. Redaktionel tebar.
7. Rodríguez, MH, & Gallego, AS (1999). Ernæringstrakti. Díaz de Santos udgaver.
8. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2007). Fundamentals of Biochemistry. Redaktionel Médica Panamericana.