Laktaza

Laktaza — Laktaza bir çox orqanizm tərəfindən istehsal olunan bir fermentdir. İnsanların və digər məməlilərinnazik bağırsağının fırça sərhədində yerləşir. Laktaza tam südün tam həzm edilməsi üçün vacibdir. Südün şirinliyini verən şəkər olan laktozu parçalayır. Laktaza çatışmazlığı, süd məhsulları istehlak edən şəxs laktoza qarşı dözümsüzlük əlamətləri ilə qarşılaşa bilər. Laktaza qida əlavəsi kimi alına bilər və "laktozasız" süd məhsulları istehsal etmək üçün südə əlavə olunur .

Fermentlərin β-qalaktosidaza ailəsinin bir hissəsi olan laktaza (laktaza-florizin hidrolaza və ya LPH kimi də tanınır), disakarid laktozasının tərkib hissəsi olan qalaktoza və qlükoza monomerlərinə hidrolizində iştirak edən qlikozid hidrolazadır. Laktaza əsasən nazik bağırsağın villi səthini əhatə edən differensial enterositlərin fırça sərhəd membranı boyunca mövcuddur. İnsanlarda laktaza LCT geni ilə kodlanır.

İstifadəsi

Qida istifadəsi

Laktaza bəzi insanların nazik bağırsaqlarında istehsal edə bilmədiyi bir fermentdir. Bu olmadan, süddə təbii laktoza parçalaya bilməzlər, adi süd içdikdə ishal, qaz və şişkinliyə səbəb olurlar. Laktozsuz süd, dondurma və qatıq istehsalı texnologiyası 1985-ci ildə USDA Kənd Təsərrüfatı Tədqiqat Xidməti tərəfindən hazırlanmışdır . Bu texnologiya südə laktaza əlavə etmək üçün istifadə olunur, bununla da süddə təbii olaraq olan laktoza hidroliz edilir və onu bir qədər şirin, lakin hər kəs tərəfindən həzm oluna bilir. Laktaza olmadan, laktoza qarşı dözümsüz insanlar laktozu həzm olunmamış bağırsağa keçirlər, burada bakteriyalar onu parçalayır, karbon qazı yaradır və bu, şişkinlik və meteorizmə səbəb olur .

Tibbi istifadə

Laktaza əlavələri bəzən laktoza dözümsüzlüyünü müalicə etmək üçün istifadə olunur.

Sənaye istifadəsi

Ticarət olaraq istehsal olunan laktaza həm Kluveromkes fragilis və Kluveromkes laktis kimi mayalardan, oruzae kimi qəliblərdən çıxarıla bilər. Laktoza dözümsüzlüyü olan insanlar üçün uyğun etmək üçün süddə laktoza parçalamaqdır, Bununla belə, ABŞ Qida və Dərman İdarəsi bunu etməmişdir. bu məhsulların effektivliyini rəsmi olaraq qiymətləndirdi.

Laktaza, həmçinin digər bakteriyalarda müxtəlif plazmid vektorlarının çoxsaylı klonlama yerlərində mavi ağ koloniyaları yoxlamaq üçün istifadə olunur.

Mexanizm

İnsan laktazası üçün optimal temperatur təxminən 37 °C[15] və optimal pH 6-dır.

Metabolizmdə D-laktozadakı β-qlikozid bağırsaq divarları vasitəsilə və qan dövranına sorula bilən D-qalaktoza və D-qlükoza əmələ gətirmək üçün hidroliz edilir. Laktazanın kataliz etdiyi ümumi reaksiya C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ + istilikdir.

D-laktoza hidrolizinin katalitik mexanizmi məhsullarda substratın anomerik konfiqurasiyasını saxlayır. Mexanizmin təfərrüatları qeyri-müəyyən olsa da, stereokimyəvi tutma ikiqat yerdəyişmə reaksiyası ilə əldə edilir. E. coli laktaza üzərində aparılan tədqiqatlar təklif etmişdir ki, β-qlikozid bağında qalaktosil karbonun ox tərəfdən fermentə hücum edən qlutamat nukleofilinin hidrolizi başlanır. D-qlükozanı tərk edən qrupun aradan qaldırılması Mg-dan asılı turşu katalizi ilə asanlaşdırıla bilər. Suyun ekvatorial nukleofil hücumu zamanı ferment α-qalaktozil hissəsindən azad olur və bu da D-qalaktoza əmələ gətirir.

Genetik ifadə və tənzimlənmə

Laktaza 2-ci xromosomda tək genetik lokus tərəfindən kodlanır . O, yalnız məməlilərin nazik bağırsaq enterositləri tərəfindən və fetal inkişaf zamanı kolonda çox aşağı səviyyədə ifadə edilir. İnsanlar yüksək səviyyədə laktaza ifadəsi ilə doğulurlar. Dünya əhalisinin əksəriyyətində süddən kəsildikdən sonra laktaza transkripsiyası aşağı tənzimlənir, nəticədə nazik bağırsaqda laktaza ifadəsi azalır, bu, böyüklərdəki hipolaktaziya və ya laktoza dözümsüzlüyünün ümumi simptomlarına səbəb olur .

Bəzi populyasiya seqmentləri mal-qaranın əhliləşdirilməsinin yüksəlişi ilə üst-üstə düşən, 5,000-10,000 il əvvəl baş verdiyi güman edilən mutasiya nəticəsində yaranan laktaza davamlılığı nümayiş etdirir. Bu mutasiya dünya əhalisinin demək olar ki, yarısına simptomlar olmadan laktoza metabolizə etməyə imkan verib .

Laktaza promotoru 150 əsas cüt uzunluğundadır və transkripsiyanın başlandığı yerdən bir qədər yuxarıda yerləşir. Hipolaktaziyanın başlanğıcı ilə bağlı tədqiqatlar göstərdi ki, polimorfizmlərə baxmayaraq, körpələrdə laktaza ifadəsində az fərq var və bu mutasiyaların inkişaf zamanı getdikcə daha çox aktuallaşdığını göstərir. İnkişafla tənzimlənən DNT-ni bağlayan zülallar transkripsiyanı aşağı tənzimləyə və ya m-RNT transkriptlərini qeyri-sabitləşdirə bilər ki, bu da süddən kəsildikdən sonra ifadəsinin azalmasına səbəb olur .

İstinadlar

1. Järvelä I, Torniainen S, Kolho KL. "Molecular genetics of human lactase deficiencies". Annals of Medicine. 41 (8). 2009: 568–75. doi:10.1080/07853890903121033. PMID 19639477.
2. Mantei N, Villa M, Enzler T, Wacker H, Boll W, James P, Hunziker W, Semenza G. "Complete primary structure of human and rabbit lactase-phlorizin hydrolase: implications for biosynthesis, membrane anchoring and evolution of the enzyme". The EMBO Journal. 7 (9). Sep 1988: 2705–13. doi:10.1002/j.1460-2075.1988.tb03124.x. PMC 457059. PMID 2460343.
3. Harvey CB, Fox MF, Jeggo PA, Mantei N, Povey S, Swallow DM. "Regional localization of the lactase-phlorizin hydrolase gene, LCT, to chromosome 2q21". Annals of Human Genetics. 57 (Pt 3). Jul 1993: 179–85. doi:10.1111/j.1469-1809.1993.tb01593.x. PMID 8257087.
4. "Lactose Intolerance". Mayo Clinic. Mayo Clinic. 27 September 2022 tarixində . İstifadə tarixi: 13 March 2018.
5. Porch, Kaitlyn. "Lactose-Free Milk, Low-Fat Cheese, and More Dairy Breakthroughs". www.federallabs.org (ingilis). 2018-04-12. 2022-02-02 tarixində . İstifadə tarixi: 2018-10-26.
6. "Asked: How do dairies make lactose free milk?". USA Today. 3 September 2014. 26 July 2023 tarixində . İstifadə tarixi: 13 March 2018.
7. "Lactose intolerance - Symptoms and causes". Mayo Clinic (ingilis). 2022-09-27 tarixində . İstifadə tarixi: 2020-11-08.
8. "Lactose Intolerance". NIDDK. June 2014. 25 October 2016 tarixində . İstifadə tarixi: 25 October 2016.
9. "Re: GRAS Notification for Acid Lactase from Aspergillus oryzae Expressed in Aspergillus niger". United States Food and Drug Administration. 2017-10-31 tarixində arxivləşdirilib (PDF). İstifadə tarixi: 2021-12-02.
10. Holsinger, Virginia H. The Lactaid Story // Innovative Products for Food Industries. Rural Development Publications Collection. 1992. 256–8.^{[ölü keçid]}
11. Tarantino, LM. . U.S. Food and Drug Administration. 2003-12-03. 2011-03-26 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2009-09-21.
12. Hermida C, Corrales G, Cañada FJ, Aragón JJ, Fernández-Mayoralas A. "Optimizing the enzymatic synthesis of beta-D-galactopyranosyl-D-xyloses for their use in the evaluation of lactase activity in vivo". Bioorganic & Medicinal Chemistry. 15 (14). Jul 2007: 4836–40. doi:10.1016/j.bmc.2007.04.067. :10261/81580. PMID 17512743.
13. Skovbjerg H, Sjöström H, Norén O. "Purification and characterisation of amphiphilic lactase/phlorizin hydrolase from human small intestine". European Journal of Biochemistry. 114 (3). Mar 1981: 653–61. doi:10.1111/j.1432-1033.1981.tb05193.x. PMID 6786877.
14. Sinnott M. "Catalytic mechanisms of enzymic glycosyl transfer". Chem. Rev. 90 (7). November 1990: 1171–1202. doi:10.1021/cr00105a006.
15. Naim HY, Sterchi EE, Lentze MJ. "Biosynthesis and maturation of lactase-phlorizin hydrolase in the human small intestinal epithelial cells". The Biochemical Journal. 241 (2). Jan 1987: 427–34. doi:10.1042/bj2410427. PMC 1147578. PMID 3109375.
16. Naim HY, Jacob R, Naim H, Sambrook JF, Gething MJ. "The pro region of human intestinal lactase-phlorizin hydrolase". The Journal of Biological Chemistry. 269 (43). Oct 1994: 26933–43. doi:10.1016/S0021-9258(18)47109-8. PMID 7523415.
17. Zecca L, Mesonero JE, Stutz A, Poirée JC, Giudicelli J, Cursio R, Gloor SM, Semenza G. "Intestinal lactase-phlorizin hydrolase (LPH): the two catalytic sites; the role of the pancreas in pro-LPH maturation". FEBS Letters. 435 (2–3). Sep 1998: 225–8. doi:10.1016/S0014-5793(98)01076-X. PMID 9762914.
18. Bersaglieri T, Sabeti PC, Patterson N, Vanderploeg T, Schaffner SF, Drake JA, Rhodes M, Reich DE, Hirschhorn JN. "Genetic signatures of strong recent positive selection at the lactase gene". American Journal of Human Genetics. 74 (6). Jun 2004: 1111–20. doi:10.1086/421051. PMC 1182075. PMID 15114531.
19. Kuokkanen M, Enattah NS, Oksanen A, Savilahti E, Orpana A, Järvelä I. "Transcriptional regulation of the lactase-phlorizin hydrolase gene by polymorphisms associated with adult-type hypolactasia". Gut. 52 (5). May 2003: 647–52. doi:10.1136/gut.52.5.647. PMC 1773659. PMID 12692047.