β-galaktosidase

Β-galaktosidase er et enzym som bryter ned melkesukkeret laktose til galaktose og glukose. En organisme kan bruke laktosen som en kilde til energi etter den er brutt ned. β-galaktosidase finnes i cellene til dyr, planter og mikroorganismer. Fullstendig mangel på, eller redusert produksjon av β-galaktosidase hos mennesker, kalles laktoseintoleranse. Syv av ti av verdens voksne befolkning har redusert evne til å fordøye laktose. β-galaktosidase har to forskjellige enzymatiske aktiviteter:

• Spalte (hydrolysere) disakkaridet laktose til monosakkaridene galaktose og glukose
• Endre sukkertypen laktose til allolaktose (transgalaktosylering)

Hos pattedyr produseres β-galaktosidase i epitelcellene langs tarmveggen i tynntarmen. Når barnet slutter å drikke melk fra mor nedreguleres produksjonen av enzymet β-galaktosidase. Når β-galaktosidase ikke er til stede i tynntarmen vil ikke laktosen bli brutt ned. Laktosen føres da videre til tykktarmen der den brytes ned av tarmbakterier. Det er mangel på enzymet β-galaktosidase i fordøyelsessystemet som gjør at flertallet av voksne individer ikke kan bryte ned laktose.

For bakterier er laktose en kilde til energi. β-galaktosidase hentet ut fra bakterier kan brukes i matindustrien. Enzymet kan brukes for å bryte ned laktose i melk og andre meieriprodukter før det konsumeres. β-galaktosidase kan også produseres i tablettform som laktoseintorelante kan ta i sammenheng med inntak av laktoseholdige produkter. β-galaktosidase som er kommersielt tilgjengelig er ofte hentet ut fra bakterien E. coli. Planteceller har også produksjon av β-galaktosidase. Enzymet tar del i en rekke prosesser som påvirker vekst og modning av frukt.

Bakterien E. coli foretrekker lett tilgjengelig energi fra glukose fremfor laktose. Det er mer energikrevende for bakterien å bryte ned laktose enn glukose. Genene for β-galaktosidase blir uttrykt når det er laktose til stede, og glukose ikke er tilgjengelig. Produksjon av β-galaktosidase kan brukes i laboratorieforsøk. Enzymet er ofte brukt i for eksempel kloningsforsøk. Ved å så ut en E. coli-stamme på et dyrkningsmedium som inneholder et stoff (X-gal) kan man skille ut de bakteriene som produserer et fungerende β-galaktosidase-enzym. Dersom bakterien ikke kan bryte ned stoffet, er dette en indikasjon på at det ikke er β-galaktosidase til stede, og bakteriekoloniene på dyrkningsmediumet vil være hvite. Blå bakteriekolonier indikerer tilstedeværelse av fungerende β-galaktosidase.

• laktose
• laktase
• laktoseintoleranse