نشاط انزيم اللاكتاز

المحتوى

• اللاكتوز واللاكتاز
• شروط وظيفة الانزيم
• علم الوراثة من استمرار اللاكتاز
• أصول استمرار اللاكتاز

غالبية سكان العالم يعانون إلى حد ما من عدم تحمل اللاكتوز. بيد أن القدرة على هضم اللاكتوز في اللبن ومنتجات الألبان شائعة للغاية بين الأشخاص من أصل أوروبي وفي أجزاء معينة من أفريقيا. هذه القدرة ناتجة عن طفرة جينية تجعل من يحملها يواصل إنتاج إنزيم يسمى اللاكتاز في مرحلة البلوغ.

اللاكتوز واللاكتاز

كل من حليب البقر والبشر غني بالسكر الذي يسمى اللاكتوز. اللاكتوز هو ثنائي السكاريد ، وهو جزيء مصنوع عن طريق الجمع بين جزيئين أصغر من السكر يُسمى الجلوكوز والجالاكتوز. في الماء ، يميل سكر اللاكتوز إلى الجلوكوز والجالاكتوز ، ولكن هذا التفاعل يكون بطيئًا للغاية. يعمل إنزيم لاكتاز كعامل مساعد لتسهيل التفاعل وجعله يحدث بسرعة كبيرة. يتكون هذا الإنزيم من أربعة وحدات فرعية منفصلة تتشكل لتشكل إنزيمًا واحدًا يعمل. كل وحدة فرعية عبارة عن سلسلة طويلة من الأحماض الأمينية المتشابكة معًا. إجمالاً ، إذا عدت عدد الأحماض الأمينية في كل سلسلة ، فهناك 4092 وحدة حمض أميني في البروتين.

شروط وظيفة الانزيم

لا يحقق إنزيم اللاكتاز أدائه الأمثل إلا إذا كان المغنيسيوم موجودًا ، ويعمل بشكل أفضل عندما يكون الرقم الهيدروجيني قريبًا من 6. عندما يكون الإنزيم مشبعًا تمامًا - بمعنى آخر ، عندما يكون تركيز اللاكتوز مرتفعًا جدًا بحيث لا تزيد زيادته زيادة معدل التفاعل - يمكن أن تحطم 60 جزيئات اللاكتوز في الثانية. تشتمل الآلية التي تسهل بها التفاعل على اثنين من الأحماض الأمينية الموجودة في الغلوتامات والتي توجد بطريقة تلتصق جزيئات اللاكتوز بالإنزيم ، وتتعاون هذه الأحماض الأمينية في تقسيمها إلى جزئين.

علم الوراثة من استمرار اللاكتاز

عند الولادة ، ينتج جميع البشر إنزيم اللاكتاز في أمعائهم. ومع ذلك ، فإن معظم البشر يتوقفون عن إنتاج الإنزيم في مرحلة الطفولة المبكرة. تتيح لك طفرة واحدة قريبة من الجين في هذا الإنزيم مواصلة إنتاج اللاكتاز في مرحلة البلوغ - وبالتالي هضم اللاكتوز حتى عندما يكون بالغًا. تسمى هذه الصفة استمرار اللاكتاز ، ويُقال إن الأشخاص الذين يفتقرون إليها يعانون من عدم تحمل اللاكتوز ، على الرغم من أن مدى وشدة عدم تحمل اللاكتوز يختلف اختلافًا كبيرًا بين الأفراد.

أصول استمرار اللاكتاز

بدأ البشر فقط زراعة الألبان منذ حوالي 10،000 سنة. هناك ارتباط قوي بين شعبية زراعة الألبان في منطقة معينة وتواتر طفرة ثبات اللاكتاز. إن المنطقتين اللتين يكون فيهما استمرار اللاكتاز أكثر شيوعًا هما أوروبا وبعض الدول الأفريقية ، حيث تمارس زراعة الألبان منذ آلاف السنين. وهذا يعني أن استمرار اللاكتاز هو ابتكار تطوري حديث وأنه كان هناك انتقاء طبيعي قوي لصالح هذه الطفرة ، مما يعني أنه في المناطق التي تمارس فيها زراعة الألبان ، كان الأشخاص الذين يمكنهم هضم منتجات الألبان أكثر احتمالًا للبقاء ولديهم أطفال. لماذا القدرة على أكل الألبان كانت مفيدة جدا لا يزال غير واضح.