Laktos, det primära kolhydraten i mjölk, är en disackarid syntetiserad uteslutande i den lakterande bröstkörteln från glukos och galaktos. Vägen är strikt reglerad och hormonellt drivna.
Steg-för-steg biosyntes
- Glukosupptag & Aktivering: Glukos går in i bröstkörtelsepithelceller via GLUT1 → fosforyleras till Glukos-6-fosfat av glukokinasa (högt Km, responsiv till glukoskoncentration).
- Galaktosproduktion: Glukos-6-P → Glukos-1-P (fosfoglucomutasa) → UDP-Glukos (UDP-glukos pyrofosforylasa) → UDP-Galaktos via UDP-galaktos-4-epimeras (GALE).
- Laktossyntas komplex bildning: Två proteiner sammansätts på Golgi-membran:
- β-1,4-Galaktoyltransferas (β4Gal-T1): Katalytisk del; överför Gal från UDP-Gal till Glc.
- α-Laktalbumin (LALBA): Regulatorisk del; ändrar β4Gal-T1 specificitet från GlcNAc till Glukos. LALBA-uttryck är prolaktindrivet och graviditet/laktation-specifikt.
- Laktossyntes: UDP-Galaktos + Glukos → Laktos (Gal-β1,4-Glc) + UDP. Sker i Golgi-lumen.
- Sekretion: Laktos paketeras i sekretoriska vesiklar → exocytos till alveolärt lumen.
Varför detta betyder något
- Osmotisk drivare: Laktos drar vatten in i mjölk (↑ volym); låg laktos → låg mjölkvolym.
- Energi för spädbarn: Hydrolyseras av laktas till glukos + galaktos → ATP + galaktos för cerebrala galaktolipider.
- Mineralupptag: Förbättrar kalcium, magnesium, zink upptag.
- Prebiotiskt: Oupptagen laktos → kolisk fermentering → kortkedjiga fettsyror, bifidobakterietillväxt.
Reglering
- Prolaktin: Inducerar LALBA-transkription (nyckelreglerande steg).
- Insulin, Kortisol, Progesteronavtag: Tillåtande för sekretorisk aktivering.
- Återkoppling: Mjölkackumulation → FIL (Feedback Inhibitor of Lactation) → nedreglerar syntes.
Laktossyntes är ett vackert exempel på evolutionär metabolisk innovation – skapar ett unikt socker som när, hydrerar och formar spädbarns mikrobiom.
