Síntese de lactose

A lactose é o principal carboidrato encontrado no leite de mamíferos. Ela é um dissacarídeo formado por dois monossacarídeos, uma molécula de glicose e outra de galactose que são unidas por uma ligação entre o carbono 1 da galactose e o carbono 4 da glicose.^[1] Esse carboidrato é o principal componente osmótico do leite, pois é responsável pela extração de água para o leite. A lactose encontra-se predominantemente no leite e nas glândulas mamárias.^[2]

Molécula de lactose sendo formada pela ligação entre o carbono 1 da galactose com o carbono 4 da glicose

Precurssores da lactose

A galactose que entra na síntese da lactose é proveniente da glicose que está disponível no sangue. A glicose também pode encontrada nas glândulas mamárias em quantidade superior ao que se necessita para sintese da lactose, e acaba sendo utilizada como fonte de energia para a síntese de glicerol.^[3]

Para realizar a síntese da lactose as glândulas mamárias possuem dois "bolsões" de hexose, um deles para glicose livre que é utilizada como receptor de galactosil e o outro é um "bolsão" de hexoses-fosfato que disponibiliza as moléculas de lactose.^[4] Apesar de ser a principal molécula precurssora para a produção da lactose, a glicose presente nas glândulas mamárias possui muitas funções, sendo utilizada para a produção de energia (ATP), síntese dos triglicerídeos do leite e a síntese dos ácidos nucleuicos, RNA e DNA.^[5]

Etapas da síntese

A galactose é sintetizada pela glicose presente nas células epiteliais das glândulas mamárias dos mamíferos. A maioria das reações precurssoras da lactose ocorrem no citosol, mas no fim a reação que é catalisada pela lactose sintetase acontece na vesícula de golgi.^[6]

A síntese da lactose acontece em 6 etapas^[7]:

1. São necessárias duas moléculas de glicose para cada molécula de lactose sintetizada. Uma das moléculas de glicose fosforila formando a glicose-6-fosfato. Essa glicose-6-fosfato com a enzima fosfoglicomutase forma a glicose-1-fosfato que se liga a uridina trifosfato formando a uridina difosfato glicose. A uridina difosfato com pirofosfato inorgânico sofre a ação da enzima UDP-glicose pirofosforilase. Em seguida A UDP-Glicose sofre a ação da UDP-Galactose epimerase e é convertida em UDP-Galactose. Todo esse processo acontece no citosol das glândulas mamárias. A segunda molécula de glicose é utilizada sem modificação. A UDP-Galactose então é transportada junto com a glicose para o aparelho de Golgi, onde sofrem ação do complexo lactose sintetase e formam a lactose e a UDP.
2. A Glicose passa para o lúmen do aparelho de Golgi com a enzima transportadora GLUT-1. O transportador de glicose GLUT-1 não é ativo portanto não se tem gasto de energia.
3. Já o transporte da UDP-Galactose para dentro do lúmen do aparelho de Golgi é ativo e pode ser limitante para a síntese da lactose.
4. A lactose é um dissacarídeo não permeável que não pode se difundir para fora da membrana de Golgi. A síntese da lactose é fundamental para a síntese do leite, pois é ele que resulta na captação da água do organismo para o complexo de golgi.
5. Ao acontecer a síntese da lactose, a uridina-difosfato (UDP) que é formada, é rapidamente hidrolisada em uridina-monofosfato e fosfato inorgânico, pois o seu acúmulo poderia causar a inibição da síntese de lactose. A uridina-monofosfato é removida de forma ativa e o fosfato inorgânico se difunde para fora do aparelho de Golgi.
6. A síntese da lactose é uma reação irreversivel, pois a lactose não é hidrolisada para formar glicose e galactose e seus altos níveis dentro das membranas de Golgi não inibem a sua produção.^[8]
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Referências

1. Ugidos-Rodríguez, Santiago; Matallana-González, María Cruz; Sánchez-Mata, María Cortes (15 de agosto de 2018). «Lactose malabsorption and intolerance: a review». Food & Function (em inglês) (8): 4056–4068. ISSN 2042-650X. doi:10.1039/C8FO00555A. Consultado em 27 de junho de 2022
2. Fassio, Filippo; Facioni, Maria Sole; Guagnini, Fabio (novembro de 2018). «Lactose Maldigestion, Malabsorption, and Intolerance: A Comprehensive Review with a Focus on Current Management and Future Perspectives». Nutrients (em inglês) (11). 1599 páginas. ISSN 2072-6643. doi:10.3390/nu10111599. Consultado em 27 de junho de 2022
3. Staroń, Jakub; Dąbrowski, Janusz M.; Cichoń, Ewelina; Guzik, Maciej (17 de fevereiro de 2018). «Lactose esters: synthesis and biotechnological applications». Critical Reviews in Biotechnology (2): 245–258. ISSN 0738-8551. PMID 28585445. doi:10.1080/07388551.2017.1332571. Consultado em 27 de junho de 2022
4. Voet, Donald (2013). Bioquímica 4º edição. Porto Alegre: Artmed. p. 882
5. Coelho, Ana I.; Berry, Gerard T.; Rubio-Gozalbo, M. Estela (julho de 2015). «Galactose metabolism and health». Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care (em inglês) (4): 422–427. ISSN 1363-1950. doi:10.1097/MCO.0000000000000189. Consultado em 27 de junho de 2022
6. Rodrigues, Luiz Carlos (Maio de 2014). «INFLUÊNCIA DA NUTRIÇÃO NA PRODUÇÃO DE SÓLIDOS NO LEITE» (PDF). Consultado em 1 de junho de 2022
7. Noro, Giovani (2021). «Síntese e secreção de leite» (PDF). Consultado em 1 de junho de 2022
8. «Biossíntese do leite». Fisiologicamente química. 5 de julho de 2017. Consultado em 27 de junho de 2022