ガラクトースは、主に牛乳やその他の乳製品で見つかった単糖類の糖です。それらはグルコースに結合することにより、ラクトース二量体を形成します。それは神経細胞膜の構造成分として機能し、哺乳類の授乳に不可欠であり、エネルギー源として役立ちます。
ただし、食事での摂取は必須ではありません。ガラクトースに関連するさまざまな代謝問題は、乳糖不耐症やガラクトース血症などの病状を引き起こします。
構造
ガラクトースは単糖です。分子式がC 6 H 12 O 6の6炭素アルドースです。分子量は180 g / molです。この式は、グルコースやフルクトースなどの他の糖でも同じです。
それは、その開放鎖形態で存在することも、その環状形態で存在することもできる。それはブドウ糖のエピマーです。エピマーという用語は、中心の位置のみが異なる立体異性体を指します。
特徴
ダイエット中
食事中のガラクトースの主な供給源は乳製品である乳糖です。エネルギー源として使用できます。
ただし、UDPグルコースはUDPガラクトースに変換され、この代謝産物は糖脂質のグループの構成要素として身体内でその機能を実行できるため、食事への寄与は身体にとって必須ではありません。
低ガラクトース消費に関連する病理を明らかにするタイプの研究はありません。対照的に、モデル動物では過剰摂取は有毒であると報告されています。実際、過剰なガラクトースは白内障と酸化的損傷に関連しています。
ただし、子供では乳糖が食事のエネルギーの40％を占めていますが、成人ではこの割合が2％に減少します。
構造機能：糖脂質
ガラクトースは、セレブロシドと呼ばれる特定の糖脂質グループに含まれています。その構造にガラクトースを含むセレブロシドは、ガラクトセレブロシドまたはガラクト脂質と呼ばれます。
これらの分子は、脂質膜、特に脳の神経細胞の必須成分です。したがって、その名前。
セレブロシドは酵素リソシムによって分解されます。体がそれらを分解することができないとき、これらの化合物は蓄積します。この状態はクラッベ病と呼ばれています。
哺乳類における乳糖合成
ガラクトースは、ラクトースの合成において基本的な役割を果たしています。哺乳動物では、乳腺は妊娠後、乳児を養うために大量の乳糖を産生します。
このプロセスは、妊娠に特徴的な一連のホルモンによって女性に引き起こされます。反応には、UDP-ガラクトースとグルコースが含まれます。これら2つの糖は、ラクトース合成酵素という酵素の作用によって融合します。
この酵素複合体は、その構成部分がその機能に関連していないため、ある程度キメラです。
その一部はガラクトシルトランスフェラーゼで構成されています。通常の条件下では、その機能はタンパク質のグリコシル化に関連しています。
複合体の他の部分は、リゾチームに非常に似ているα-ラクトアルブミンで構成されています。この酵素複合体は進化的改変の魅力的な例です。
代謝
乳糖は牛乳に含まれる砂糖です。これは、グルコースとガラクトースの単糖がβ-1,4-グリコシド結合で結合した二糖です。
ガラクトースはラクトースの加水分解から得られ、このステップはラクターゼによって触媒されます。細菌には、β-ガラクトシダーゼと呼ばれる類似の酵素があります。
解糖経路の最初のステップに存在するヘキソキナーゼ酵素は、グルコース、フルクトース、マンノースなどのさまざまな糖を認識することができます。ただし、ガラクトースは認識しません。
そのため、エピマー化と呼ばれる変換ステップは、解糖の前のステップとして実行する必要があります。この経路は、ガラクトースを解糖に入ることができる代謝物、特にグルコース-6-リン酸に変換することを目的としています。
ガラクトースの分解は、羊膜細胞、肝細胞、赤血球、白血球（血液細胞）でのみ可能です。肝臓の経路は、その発見者であるアルゼンチンの重要な科学者であるルイスフェデリコルロワールを称えて、ルロワール経路として知られています。
ガラクトースは、SGLT1、SGC5A1（ナトリウムグルコース共輸送体）を介した能動輸送によって腸細胞によって取り込まれ、SGLT2によって程度は低くなります。
代謝のステップ
代謝のステップは次のように要約されます：
-ガラクトースは最初の炭素でリン酸化されています。このステップは、酵素ガラクトキナーゼによって触媒されます。
-ウリジル基は、ガラクトース-1-リン酸ウリジルトランスフェラーゼによってグルコース-1-リン酸に転移します。この反応の結果は、グルコース-1-リン酸とUDP-ガラクトースです。
-UDP-ガラクトースは、UDP-ガラクトース-4-エピメラーゼによって触媒されるステップであるUDP-グルコースに変換されます。
-最後に、グルコース-1-リン酸がグルコース-6-リン酸に変換されます。この化合物は解糖経路に入ることができます。
これらの反応は、ガラクトース+ ATP->グルコース-1-リン酸+ ADP + H +として要約できます。
ガラクトース恒常性の調節は複雑で、他の炭水化物の調節と強く統合されています。
ガラクトース代謝に関連する病理
ガラクトース血症
ガラクトース血症は、体がガラクトースを代謝できない病態です。その原因は遺伝的であり、その治療にはガラクトースフリーの食事が含まれます。
それは、とりわけ、嘔吐、下痢、精神遅滞、発達上の問題、肝臓の問題、および白内障形成などの一連の様々な症状を包含します。場合によっては、疾患が致命的であり、影響を受けた個人が死亡することがあります。
この状態の患者は、ガラクトース-1-リン酸ウリジルトランスフェラーゼという酵素を持っていません。残りの代謝反応は継続できないため、この非常に毒性の高い製品は体内に蓄積されます。
乳糖不耐症
一部の成人では、酵素ラクターゼの欠乏があります。この状態は乳糖の正常な代謝を可能にしないので、乳製品の消費は胃腸管に変化をもたらします。
大人の食事では乳糖と乳製品の重要性が低いと想定されているため、この酵素の欠乏は個人が年をとるにつれて自然に発生することは言及に値します。
大腸に生息する微生物は、炭素源として乳糖を使用できます。この反応の最終生成物は、メタンと水素ガスです。
参考文献
- Berg、JM、Stryer、L。、およびTymoczko、JL（2007）。生化学。私は逆転した。
- キャンベル、NA、およびリース、JB（2007）。生物学。社説のメディカ・パンアメリカーナ。
- Horton-Szar、D.（2010）。代謝と栄養の必需品。エルゼビア。
- コールマイヤー、M。（2015）。栄養代謝：構造、機能、および遺伝子。アカデミックプレス。
- Müller-Esterl、W.（2008）。生化学。医学と生命科学の基礎。私は逆転した。
- ペルティエラ、AG、オルモ、R。、アズナール、CC、およびロペス、CT（2001）。代謝生化学。エディトリアルTebar。
- Rodríguez、MH、&Gallego、AS（1999）。栄養条約。Díazde Santosエディション。
- Voet、D.、Voet、JG、およびPratt、CW（2007）。生化学の基礎。社説のメディカ・パンアメリカーナ。