ベータガラクトシダーゼは、とりわけ、ポリマー、オリゴ糖および二次代謝産物、：、また、β-D-またはgalactohydrolase呼ばれるβガラクトシダーゼは、分子の加水分解グリコシルガラクトシル残基の異なるタイプの可能な加水分解酵素のファミリーに属する酵素です。
以前は「ラクターゼ」として知られていましたが、その分布は、その基質として機能するβ-ガラクトシド化オリゴ糖および多糖の分布と同様に、非常に幅広いものです。バクテリア、菌類、酵母に含まれています。植物ではアーモンド、桃、アプリコット、リンゴによく見られ、動物では胃や腸などの臓器に見られます。
B-ガラクトシダーゼ酵素の構造のグラフィック表示（出典：ジャワハールスワミナタンおよびWikimedia Commonsを介したEuropean Bioinformatics InstituteのMSDスタッフ）
最も研究されている酵素は、大腸菌のLacオペロンの酵素であり、lacZ遺伝子によってコードされています。その研究は、遺伝的オペロンの機能とそれらの多くの調節的側面を理解するための鍵となっています。
それは現在最もよく研究されている酵素のグループに属しており、その最もよく知られている機能は乳糖のグリコシド結合の加水分解の機能です。それはそれを発現する生物の本質的な代謝機能を果たし、さまざまな産業目的にも使用されます。
工業用途には、乳糖不耐症の人々のための乳製品からの乳糖の除去、およびさまざまなガラクトシダート化合物の生産が含まれます。それらはまた多くの乳製品の甘さ、味および消化を改善するのに使用されています。
特徴
ラクトースなどのガラクトシド化基質に加えて、既知のほとんどのβ-ガラクトシダーゼは、マグネシウムやナトリウムなどの二価金属イオンを必要とします。これは、これらの金属の結合部位が構造中に発見されたことで証明されています。
自然界に存在するβ-ガラクトシダーゼには、さまざまなpH範囲があります。真菌酵素は酸性環境（2.5〜5.4）で機能しますが、酵母および細菌酵素は6〜7 pH単位で機能します。
バクテリアβ-ガラクトシダーゼ
細菌には、分析された他のガラクトシダーゼと比較して、大きなガラクト加水分解酵素があります。これらの生物では、同じ酵素が3種類の酵素反応を触媒します。
-ラクトースをその構成的単糖類に分解します：ガラクトースとグルコース。
-Lacオペロンに属する遺伝子の発現の正の調節に関与する二糖糖であるアロラクトースへのラクトースのトランスガラクトシル化を触媒します。
-ラクトースの場合と同様にアロラクトースを加水分解します。
真菌のβ-ガラクトシダーゼ
真菌は、他の生物に属する酵素よりもガラクトースによる阻害を受けやすいβ-ガラクトシダーゼ酵素を持っています。ただし、それらは熱安定性であり、酸性のpH範囲で機能します。
これらの微生物はβ-ガラクトシダーゼを使用して細胞外でラクトースを加水分解し、生成物を細胞に導入したり、二糖類を直接取り込んで内部処理したりできるため、菌類におけるこれらの酵素によって媒介される菌類のラクトースの代謝は、細胞外とサイトゾルに分けられます。
構造
細菌のβ-ガラクトシダーゼ酵素は、4つの酵素（4つの同一のサブユニット、AD）であり、その各モノマーは1,000を超えるアミノ酸残基を持っています。つまり、それぞれの分子量は100 kDaを超え、400を超えます。複合タンパク質のkDa。
対照的に、植物では、酵素のサイズはかなり小さく、通常は同一のサブユニットの二量体として見つけることができます。
各モノマーのドメインは、1〜5の番号で区別されます。ドメイン3は、α/β "TIM"バレル構造を持ち、バレルのC末端に活性部位を持っています。
酵素複合体の活性部位は単量体間で共有されていると推定されるため、この酵素は、四量体として複合体化された場合にのみ生物学的に活性です。
その活性部位は、ラクトースを構成する2つの単糖類であるD-グルコースとD-ガラクトースに結合する能力を持っています。それは特にD-ガラクトースに特異的ですが、グルコースにはそれほど特異的ではないため、酵素は他のガラクトシドに作用することができます。
特徴
動物で
人間の腸では、この酵素の主な機能は、食物とともに摂取された乳糖が腸の刷毛状の細胞の原形質膜の管腔側にあるため、その吸収に関係しています。
さらに、この酵素のリソソームアイソフォームは、多くの糖脂質、ムコ多糖、およびガラクトシド化糖タンパク質の分解に関与し、さまざまな細胞経路で複数の目的を果たしていることが示されています。
植物で
植物は葉と種子にβ-ガラクトシダーゼ酵素を持っています。これらは、一般的に藻類や植物に特徴的なガラクトリピドの異化作用において重要な機能を果たします。
これらの生物では、β-ガラクトシダーゼは植物の成長、果実の成熟の過程に参加し、高等植物では、これは細胞壁のガラコシド化多糖からのガラクトシル残基を加水分解できる唯一の既知の酵素です。
業界と研究で
乳製品に関連する食品業界では、酵素β-ガラクトシダーゼを使用して、乳製品に存在する乳糖の加水分解を触媒します。これにより、これらの製品の保管に関連する多くの欠陥が発生します。
この砂糖の加水分解は、粒子の沈殿、冷凍乳製品デザートの結晶化、および牛乳のほとんどの商業的派生物における「砂」の質感の存在を回避することを目的としています。
工業的に使用されるβ-ガラクトシダーゼは、一般的には菌類Aspergillus sp。から得られますが、酵母Kluyveromyces lactisによって生産される酵素も広く使用されています。
科学用語で「ラクトース発酵」と解釈されるβ-ガラクトシダーゼ活性は、さまざまなタイプのサンプルに存在するグラム陰性腸内細菌科の同定のために日常的にテストされます。
さらに、医学的には、乳糖を含まない乳製品の製造や、乳糖不耐症の人々が牛乳とその派生物（ヨーグルト、チーズ、アイスクリーム、バター、クリームなど）を消化するために使用する錠剤の製剤に使用されます。 。
イムノアッセイや毒物学的分析から、遺伝子発現の分析や病状の診断に至るまで、この酵素を特殊な担体に化学的に固定化することにより、さまざまな目的で「バイオセンサー」または「バイオマーカー」として使用されます。
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