GALACTOSE: ISTRAKTURA, PAG-ANDAR, METABOLISMO AT MGA PATHOLOGIES - CHEMISTRY - 2025

Ang galactose ay isang asukal na monosaccharide na matatagpuan higit sa lahat sa gatas at iba pang mga produkto ng pagawaan ng gatas. Sa pamamagitan ng pagbubuklod sa glucose, bumubuo sila ng lactose dimer. Ito ay gumaganap bilang isang istruktura na sangkap ng mga selulang nerve cell, ay mahalaga para sa paggagatas sa mga mammal at maaaring magsilbing isang mapagkukunan ng enerhiya.

Gayunpaman, ang pagkonsumo nito sa diyeta ay hindi sapilitan. Ang iba't ibang mga metabolic problem na may kaugnayan sa galactose ay humantong sa mga pathologies tulad ng lactose intolerance at galactosemia.

Istraktura

Ang Galactose ay isang monosaccharide. Ito ay isang anim na carbon aldose, na may molekular na formula C ₆ H ₁₂ O ₆ . Ang bigat ng molekular ay 180 g / mol. Ang pormula na ito ay pareho para sa iba pang mga asukal, tulad ng glucose o fructose.

Maaari itong umiiral sa bukas na form ng chain o naroroon din sa cyclical form nito. Ito ay isang epimer ng glucose; naiiba lamang sila sa bilang ng carbon 4. Ang salitang epimer ay tumutukoy sa isang stereoisomer na naiiba lamang sa posisyon ng mga sentro nito.

Mga Tampok

Sa diyeta

Ang pangunahing mapagkukunan ng galactose sa diyeta ay lactose, na nagmula sa mga produkto ng pagawaan ng gatas. Maaari itong magamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya.

Gayunpaman, ang kontribusyon sa diyeta ay hindi mahalaga para sa katawan, dahil ang UDP-glucose ay maaaring mabago sa UDP-galactose at ang metabolite na ito ay maaaring magsagawa ng mga pag-andar nito sa katawan bilang isang nasasakupan ng isang grupo ng mga glycolipids.

Walang uri ng pag-aaral na nagpapakita ng anumang patolohiya na nauugnay sa pagkonsumo ng mababang galactose. Sa kabaligtaran, ang labis na pagkonsumo ay naiulat na nakakalason sa mga modelo ng hayop. Sa katunayan, ang labis na galactose ay nauugnay sa mga katarata at pagkasira ng oxidative.

Gayunpaman, sa mga bata, ang lactose ay nag-aambag ng 40% ng enerhiya sa kanilang diyeta, habang sa mga matatanda ang porsyento na ito ay bumababa sa 2%.

Mga pag-andar ng istruktura: glycolipids

Ang Galactose ay naroroon sa isang tiyak na pangkat ng glycolipids na tinatawag na cerebrosides. Ang mga cerebrosides na naglalaman ng galactose sa kanilang istraktura ay tinatawag na galactocerebrosides o galactolipids.

Ang mga molekulang ito ay mga mahahalagang sangkap ng lipid lamad, partikular ng mga selula ng nerbiyos sa utak; samakatuwid ang pangalan nito.

Ang mga cerebrosides ay pinanghihinang ng lysosime ng enzyme. Kapag ang katawan ay hindi magagawang masira ang mga ito, makaipon ang mga compound na ito. Ang kondisyong ito ay tinatawag na Krabbe disease.

Ang syntact ng lactose sa mga mammal

Ang Galactose ay may pangunahing papel sa synthesis ng lactose. Sa mga mammal, ang mga mammary gland ay gumagawa ng malaking halaga ng lactose pagkatapos pagbubuntis upang mapakain ang kanilang mga bata.

Ang prosesong ito ay na-trigger sa mga babae sa pamamagitan ng isang serye ng mga hormone na katangian ng pagbubuntis. Ang reaksyon ay nagsasangkot ng UDP-galactose at glucose. Ang dalawang sugars na ito ay pinagsama ng pagkilos ng enzyme lactose synthetase.

Ang komplikadong enzyme na ito ay sa isang tiyak na lawak ng tsimeriko, dahil ang mga bahagi nito ay hindi nauugnay sa pag-andar nito.

Ang isa sa mga bahagi nito ay binubuo ng isang galactosyl transferase; sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pag-andar nito ay nauugnay sa glycosylation ng mga protina.

Ang iba pang bahagi ng complex ay binubuo ng α-lactalbumin, na halos kapareho ng lysozyme. Ang complex ng enzyme na ito ay isang kamangha-manghang halimbawa ng mga pagbabago sa ebolusyon.

Metabolismo

Ang Lactose ay isang asukal na matatagpuan sa gatas. Ito ay isang disaccharide na nabuo ng monosaccharides glucose at galactose na magkasama sa pamamagitan ng isang β-1,4-glycosidic bond.

Ang Galactose ay nakuha mula sa hydrolysis ng lactose, ang hakbang na ito ay catalyzed ng lactase. Sa bakterya mayroong isang analogous enzyme na tinatawag na β-galactosidase.

Ang hexokinase enzyme, na naroroon sa unang hakbang ng glycolytic pathway, ay nakikilala ang iba't ibang mga asukal, tulad ng glucose, fructose at mannose. Gayunpaman, hindi nito kinikilala ang galactose.

Iyon ang dahilan kung bakit ang hakbang sa pagbabalik na tinatawag na epimerization ay dapat mangyari bilang isang hakbang bago ang glycolysis. Ang ruta na ito ay inilaan upang i-convert ang galactose sa isang metabolite na maaaring magpasok ng glycolysis, partikular na glucose-6-phosphate.

Posible lamang ang pagkasira ng Galactose sa mga amniotic cells, cells sa atay, erythrocytes at leukocytes (mga selula ng dugo). Ang landas ng atay ay kilala bilang ang landas ng Leloir bilang karangalan ng natuklasan nito, si Luis Federico Leloir, isang mahalagang siyentipiko sa Argentina.

Ang Galactose ay kinukuha ng mga enterocytes sa pamamagitan ng aktibong transportasyon, sa pamamagitan ng SGLT1, SGC5A1 (sodium-glucose cotransporters) at sa isang mas mababang sukat ng SGLT2.

Mga hakbang ng metabolismo

Ang mga hakbang ng metabolismo ay na-summarized tulad ng mga sumusunod:

- Ang Galactose ay phosphorylated sa unang carbon. Ang hakbang na ito ay catalyzed ng enzyme galactokinase.

- Ang pangkat ng uridyl ay inilipat sa glucose-1-phosphate sa pamamagitan ng galactose-1-phosphate uridyltransferase. Ang resulta ng reaksyon na ito ay glucose-1-phosphate at UDP-galactose.

- Ang UDP-galactose ay binago sa UDP-glucose, isang hakbang na na-cataly ng UDP-galactose-4-epimerase.

- Sa wakas, ang glucose-1-phosphate ay binago sa glucose-6-phosphate. Ang tambalang ito ay maaaring makapasok sa glycolytic pathway.

Ang mga reaksyong ito ay maaaring ibubuod bilang: galactose + ATP -> glucose-1-phosphate + ADP + H ⁺

Ang regulasyon ng galactose homeostasis ay kumplikado at malakas na isinama sa regulasyon ng iba pang mga karbohidrat.

Mga pathology na nauugnay sa metabolismo ng galactose

Galactosemia

Ang Galactosemia ay isang patolohiya kung saan ang katawan ay hindi mai-metabolize ang galactose. Ang mga sanhi nito ay genetic at ang paggamot nito ay may kasamang diyeta na walang galactose.

Saklaw nito ang isang serye ng iba't ibang mga sintomas, tulad ng pagsusuka, pagtatae, pag-iisip ng pag-iisip, mga problema sa pag-unlad, mga problema sa atay, at pagbuo ng katarata, bukod sa iba pa. Sa ilang mga kaso ang sakit ay maaaring mamamatay at namatay ang apektadong indibidwal.

Ang mga pasyente na may kondisyong ito ay hindi nagtataglay ng enzyme galactose-1-phosphate uridyltransferase. Bilang ang natitirang metabolic reaksyon ay hindi maaaring magpatuloy, ang lubos na nakakalason na produkto na naipon sa katawan.

Hindi pagpaparaan sa lactose

Sa ilang mga may sapat na gulang ay may kakulangan ng lactase ng enzyme. Ang kondisyon na ito ay hindi pinapayagan ang normal na metabolismo ng lactose, kaya ang pagkonsumo ng mga produktong pagawaan ng gatas ay gumagawa ng mga pagbabago sa gastrointestinal tract.

Ito ay nagkakahalaga na banggitin na ang kakulangan ng enzyme na ito ay nangyayari nang natural habang ang mga indibidwal ay tumatanda, dahil ang diyeta ng isang may sapat na gulang ay nagpapalagay ng isang mas mababang kahalagahan ng mga produktong lactose at pagawaan ng gatas sa diyeta.

Ang mga mikrobyo na naninirahan sa malaking bituka ay maaaring gumamit ng lactose bilang isang mapagkukunan ng carbon. Ang mga produkto ng pagtatapos ng reaksyong ito ay ang mitein at hydrogen gas.

Mga Sanggunian

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biochemistry. Baligtad ko.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biology. Editoryal na Médica Panamericana.
3. Horton-Szar, D. (2010). Ang mga mahahalaga sa metabolismo at nutrisyon. Elsevier.
4. Kohlmeier, M. (2015). Metabolismo ng nutrisyon ng nutrisyon: Mga istruktura, Pag-andar, at Gen. Akademikong Press.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemistry. Mga pundasyon para sa agham ng gamot at buhay. Baligtad ko.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Metabolic biochemistry. Tebar ng editorial.
7. Rodríguez, MH, & Gallego, AS (1999). Treaty ng nutrisyon. Mga edisyon ng Díaz de Santos.
8. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2007). Mga Batayan ng Biochemistry. Editoryal na Médica Panamericana.