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世界人口の大半は、ある程度の乳糖不耐症です。しかし、ヨーロッパ系の人々およびアフリカの特定の地域では、乳製品および乳製品の乳糖を消化する能力は非常に一般的です。この能力は、それを持っている人がラクターゼと呼ばれる酵素を成人期まで十分に生産し続ける遺伝的突然変異によってもたらされます。
乳糖とラクターゼ
人間も牛乳も、乳糖と呼ばれる糖分が豊富です。ラクトースは二糖であり、グルコースとガラクトースと呼ばれる2つの小さな糖分子を組み合わせて作られた分子です。水では、乳糖はグルコースとガラクトースに分解する傾向がありますが、この反応は非常に遅いです。酵素ラクターゼは、反応を促進し、非常に迅速に反応させる触媒として機能します。この酵素は、4つの別々のサブユニットで構成されており、これらが一緒になって機能する単一の酵素を形成します。各サブユニットは、アミノ酸の長い鎖です。全体として、各鎖のアミノ酸の数を数えると、タンパク質には4,092個のアミノ酸単位があります。
酵素機能の条件
ラクターゼ酵素は、マグネシウムが存在する場合にのみ最適なパフォーマンスを達成し、pHが6に近いときに最適に機能します。酵素が完全に飽和した場合、つまり、ラクトースの濃度が非常に高く、それをさらに増加させない場合反応速度を上げる-1秒間に60分子のラクトースを分解できます。それが反応を促進するメカニズムには、ラクトース分子が酵素に付着すると、これらのアミノ酸が協力して2つに分割するように位置する2つのグルタミン酸アミノ酸が関与します。
ラクターゼ持続性の遺伝学
幼児として、すべての人間は腸でラクターゼ酵素を生産します。しかし、ほとんどの人間は幼児期に酵素の生産を停止します。この酵素の遺伝子に近い単一変異により、成人期までラクターゼを生産し続けることができます。したがって、成人であってもラクトースを消化できます。この特性はラクターゼ持続性と呼ばれ、ラクトース不耐性の程度と重症度は個人によって大きく異なりますが、それを欠く人はラクトース不耐性と言われています。
ラクターゼの持続性の起源
人間は、約1万年前に酪農を始めたばかりです。特定の地域での酪農の人気とラクターゼ持続性突然変異の頻度の間には強い相関関係があります。ラクターゼの持続性が最も一般的な2つの地域は、ヨーロッパとアフリカ諸国です。どちらの地域も、数千年にわたって酪農が行われてきました。これは、ラクターゼの持続性が最近の進化的革新であり、この突然変異を支持する強い自然選択があったことを意味します。つまり、酪農が実践されている地域では、乳製品を消化できる人々が生き残り、子供を産む可能性がはるかに高いことを意味します。乳製品を食べる能力が非常に有益だった理由は不明のままです。