Aktiviteten af ​​laktaseenzymet

Størstedelen af ​​verdens befolkning er til en vis grad laktoseintolerant. Blandt mennesker af europæisk afstamning og i visse dele af Afrika er evnen til at fordøje laktosen i mælk og mejeriprodukter imidlertid meget almindelig. Denne evne er forårsaget af en genetisk mutation, der får dem, der bærer den, til at fortsætte med at producere et enzym kaldet lactase langt ind i voksenalderen.

Både human og komælk er rig på et sukker kaldet lactose. Lactose er et disaccharid, et molekyle fremstillet ved at kombinere to mindre sukkermolekyler ved navn glucose og galactose. I vand har laktosesukker tendens til at nedbrydes til glucose og galactose, men denne reaktion er meget langsom. Enzymet lactase fungerer som en katalysator for at lette reaktionen og få den til at ske meget hurtigt. Dette enzym består af fire separate underenheder, der samles for at danne et enkelt fungerende enzym. Hver underenhed er en lang kæde af aminosyrer spændt sammen. Alt i alt, hvis du tæller op antallet af aminosyrer i hver kæde, er der 4.092 aminosyreenheder i proteinet.

Laktaseenzymet opnår kun sin optimale ydeevne, hvis magnesium er til stede, og det fungerer bedst, når pH er tæt på 6. Når enzymet er fuldt mættet - med andre ord, når koncentrationen af ​​lactose er så høj, at at øge det yderligere øger ikke reaktionshastigheden - det kan nedbryde 60 molekyler lactose a sekund. Den mekanisme, hvormed det letter reaktionen, involverer to glutamataminosyrer, der er placeret i en sådan måde, at når lactosemolekylet holder sig til enzymet, samarbejder disse aminosyrer om at opdele det to.

Som spædbørn producerer alle mennesker lactaseenzymet i deres tarme. De fleste mennesker ophører dog med at producere enzymet i den tidlige barndom. En enkelt mutation tæt på genet for dette enzym gør det muligt for dig at fortsætte med at producere lactase i voksenalderen - og dermed fordøje lactose selv som voksen. Dette træk kaldes laktase-persistens, og folk, der mangler det, siges at være laktoseintolerante, selvom omfanget og sværhedsgraden af ​​laktoseintolerance varierer meget blandt individer.

Mennesker begyndte kun mælkeproduktion for omkring 10.000 år siden. Der er en stærk sammenhæng mellem mejeriproduktionens popularitet i en given region og hyppigheden af ​​lactase-persistensmutationen. De to regioner, hvor lactase-persistens er mest almindelige, er Europa og nogle afrikanske lande, begge regioner, hvor mælkeproduktion har været praktiseret i årtusinder. Dette indebærer, at lactase-persistens er en nylig evolutionær innovation, og at der har været stærk naturlig selektion, der favoriserer denne mutation, hvilket betyder, at i regioner, hvor mælkeproduktion blev praktiseret, var det meget mere sandsynligt, at mennesker, der kunne fordøje mejeriprodukter, ville overleve og have børn. Hvorfor evnen til at spise mejeri var så gavnlig, er uklart.