Laktaasientsyymin aktiivisuus

Suurin osa maailman väestöstä on jossain määrin laktoosi-intoleranssi. Eurooppalaista syntyperää olevilla ihmisillä ja tietyillä Afrikan alueilla kyky sulattaa maitoa ja maitotuotteita sisältävä laktoosi on kuitenkin hyvin yleistä. Tämän kyvyn aikaansaa geneettinen mutaatio, joka saa sen kantavat jatkamaan laktaasiksi kutsutun entsyymin tuottamista aikuisikään.

Sekä ihmisen että lehmänmaidossa on runsaasti laktoosiksi kutsuttua sokeria. Laktoosi on disakkaridi, molekyyli, joka on valmistettu yhdistämällä kaksi pienempää sokerimolekyyliä nimeltä glukoosi ja galaktoosi. Vedessä laktoosisokeri pyrkii hajoamaan glukoosiksi ja galaktoosiksi, mutta tämä reaktio on hyvin hidasta. Laktaasientsyymi toimii katalysaattorina helpottamaan reaktiota ja saamaan sen tapahtumaan hyvin nopeasti. Tämä entsyymi koostuu neljästä erillisestä alayksiköstä, jotka muodostuvat yhdessä muodostaen yhden toimivan entsyymin. Jokainen alayksikkö on pitkä aminohappoketju, joka on kietoutunut yhteen. Kaiken kaikkiaan, jos lasketaan yhteen aminohappojen määrä kussakin ketjussa, proteiinissa on 4092 aminohappoyksikköä.

Laktaasientsyymi saavuttaa optimaalisen suorituskykynsä vain, jos magnesiumia on läsnä, ja se toimii parhaiten, kun pH on lähellä 6. Kun entsyymi on täysin tyydyttynyt - toisin sanoen, kun laktoosipitoisuus on niin korkea, että sen lisääminen edelleen ei lisää reaktionopeutta - se voi hajottaa 60 laktoosimolekyyliä a toinen. Mekanismilla, jolla se helpottaa reaktiota, on mukana kaksi sellaisessa a tavalla, kun laktoosimolekyyli tarttuu entsyymiin, nämä aminohapot tekevät yhteistyötä halkaisussa kaksi.

Pikkulapsina kaikki ihmiset tuottavat laktaasientsyymiä suolistossaan. Suurin osa ihmisistä kuitenkin lopettaa entsyymin tuotannon varhaislapsuudessa. Yksittäinen mutaatio, joka on lähellä tämän entsyymin geeniä, antaa sinun jatkaa laktaasin tuottamista aikuisuuteen - ja siten sulattaa laktoosia jopa aikuisena. Tätä ominaisuutta kutsutaan laktaasin pysyvyydeksi, ja ihmisten, joilta sen puuttuu, sanotaan olevan laktoosi-intolerantteja, vaikka laktoosi-intoleranssin laajuus ja vakavuus vaihtelevat suuresti yksilöiden välillä.

Ihmiset aloittivat maitotilan vasta noin 10000 vuotta sitten. Maitotuotannon suosion tietyllä alueella ja laktaasin pysyvyysmutaation tiheyden välillä on vahva korrelaatio. Kaksi aluetta, joilla laktaasin pysyvyys on yleisintä, ovat Eurooppa ja jotkut Afrikan maat, molemmilla alueilla maitotuotantoa on harjoitettu vuosituhansien ajan. Tämä tarkoittaa, että laktaasin pysyvyys on äskettäinen evoluutioinnovaatio ja että tätä mutaatiota on suosittu voimakkaalla luonnollisella valinnalla, mikä tarkoittaa, että alueilla, joilla meijeriviljelyä harjoitettiin, ihmiset, jotka pystyivät sulattamaan maitotuotteita, selviytyivät ja todennäköisemmin lapset. Miksi kyky syödä maitotuotteita oli niin hyödyllistä, on edelleen epäselvää.