Laktaza

**Laktaza** je enzim koji proizvode mnogi organizmi. Nalazi se u četkastoj granici tankog crijeva ljudi i drugih sisara. Laktaza je neophodna za potpunu probavu punomasnog mlijeka; razgrađuje laktozni, šećer koji daje mlijeku slatkoću. U nedostatku laktaze, osoba koja konzumira mliječne proizvode može osjetiti simptome intolerancije na laktozu. Laktaza se može kupiti kao dodatak hrani i dodaje se mlijeku za proizvodnju mliječnih proizvoda "bez laktoze".

Laktaza (također poznata kao **laktaza-florizin hidrolaza**, ili **LPH**), dio porodice  β-galaktozidaznih  enzima, je glikozidna hidrolaza uključena u hidrolizu disaharida laktoze u sastavnog monomera galaktoze i glukoze . Laktaza je pretežno prisutna duž četkaste granice membrane diferenciranih enterocita koji oblažu resice tankog crijeva.

## Upotreba
### Hrana
Laktaza je enzim koji neki ljudi nisu u stanju proizvesti u svom tankom crijevu. Bez toga ne mogu razgraditi prirodnu mliječnu laktozu, zbog čega imaju dijareje, plinove i nadimanje kada piju obično mlijeko. Tehnologiju za proizvodnju mlijeka, sladoleda i jogurta bez laktoze razvila je Služba za poljoprivredna istraživanja USDA, 1985. godine. Ova tehnologija koristi se za dodavanje laktaze u mlijeko, čime se hidrolizira laktoza koja se prirodno nalazi u mlijeku, ostavljajući je pomalo slatkastom, ali svarljivom za sve. Bez laktaze, ljudi s intolerancijom na laktozu prenose laktozu nesvarenu u debelo crijevo gdje ja bakterije razgrađuju stvarajući ugljik-dioksid i to dovodi do nakupljanja plinova i nadimanja.

### Medicinska upotreba
Suplementi laktaze se ponekad koriste za liječenje netolerancije na laktozu.

### Industrijska upotreba 
Laktaza proizvedena komercijalno može se ekstrahirati i iz kvasaca kao što su *Kluyveromyces fragilis* i *Kluyveromyces lactis* i iz plijesni, kao što su *Aspergillus niger * i *Aspergillus oryzae*. Njegova primarna komercijalna upotreba je razgradnja laktoze u mlijeku kako bi bila pogodna za osobe s intolerancijom na laktozu, u suplementima i proizvodima kao što su oni sa **Lacteeze** i **Lactaid**. Američka Agencija za hranu i lijekove nije odmah odobrila ovaj reoizvod.

Laktaza (ili sličan oblik beta-galaktozidaza) se također koristi za skrining na plavo bijele kolonije u mjestu višestrukog kloniranja različitih plazmidnih vektora u *Escherichia coli* ili drugim bakterijama.

## Mehanizam
Optimalna temperatura za ljudsku laktazu je oko 37&nbsp;°C a optimalni pH je 6.

U metabolizmu, β-glikozidna veza u D-laktozi se hidrolizira i formira D-galaktozu i D-glukozu, koje mogu se apsorbirati kroz crijevne zidove i u krvotok. Ukupna reakcija koju laktaza katalizira je C12H22O11 + H2O → C 6H12O6 + C6H12O6 + toplota.

Katalitski mehanizam hidrolize D-laktoze u proizvodima zadržava anomernu konfiguraciju  supstrata.  Iako su detalji mehanizma nesigurni, stereohemijsko zadržavanje postiže se reakcijom dvostrukog pomaka. Studije laktaza *E. coli* predložile su da se hidroliza pokreće kada glutamatni nukleofil na enzimu napadne sa aksijalne strane galaktozilnj ugljika u β-glikozidnoj vezi.  Uklanjanje odlazeće grupe D-glukoze može biti olakšano kiselinskom katalizom zavisnom od Mg. 3'-hidroksi grupa je uključena u početno vezivanje za supstrat, dok 2'- grupa nije neophodna za prepoznavanje, ali je potrebna u narednim koracima. Ovo se pokazuje činjenicom da je 2-dezoksi analog efikasan kompetitivni inhibitor (Ki = 10mM).  Pokazalo se da prodomen djeluje kao unutarmolekulsk šaperon u ER-u, sprečavajući cijepanje tripsina i omogućavajući LPH-u da dobije potrebnu 3-D strukturu za transport do Golgijevog aparata..

Zrela ljudska laktaza sastoji se od jednog polipeptidnog lanca od 160 kDa koji se nalazi na membranskoj četkici crijevnih epitelnih ćelija. Orijentiran je a N-terminalom  izvan ćelije i C-terminalom u citosolu.

## Genetička ekspresija i regulacija 
Laktaza je kodirana jednim genskim lokusom na kromosomu 2.  Eksprimira se isključivo putem enterocita tankog crijeva sisara i to u vrlo niskim razinama u debelom crijevu, tokom fetusnog razvoja.

Neki segmenti populacije pokazuju perzistenciju laktaze koja je posljedica mutacije za koju se pretpostavlja da se dogodila prije 5.000–10.000 godina, što se poklapa s porastom pripitomljavanja goveda.  Ova mutacija omogućila je skoro polovini svjetske populacije da metabolizira laktozu bez simptoma. Studije su povezale pojavu perzistencije laktaze sa dva različita jednonukleotidna polimorfizma od oko 14 i 22 kilobaze uzvodno od 5'-kraja LPH gena.  Obje mutacije, C→T na poziciji -13910 i G→ A na poziciji -22018, nezavisno su povezane sa perzistencijom laktaze.

Promotor  laktaze je dug 150 [bazni par|[parova baza]] i nalazi se odmah uzvodno od mjesta inicijacije transkripcije. Razvojno regulirani proteini koji se vezuju za DNK mogu smanjiti transkripciju ili destabilizirati transkripte iRNK, uzrokujući smanjenu ekspresiju LPH nakon odvikavanja.

## Također pogledajte 
* MCM6
* Laktoza

## Reference 
## Vanjski linkovi 
*The Lactase Protein
* *E. coli* β-galactosidase: 
*Gene Ontology for Lactase
*Making of the Fittest: Got Lactase? The Co-evolution of Genes and Culture 
* Lactase persistence shows indication of association with Obesity
* PDBe-KB provides an overview of all the structure information available in the PDB for Human Beta-galactosidase 
* PDBe-KB provides an overview of all the structure information available in the PDB for Escherichia coli Beta-galactosidase

Kategorija:Prehrambeni aditivi
Kategorija:Antiflatulensi
Kategorija:EC 3.2.1
Kategorija:Geni na hromosomu 2