Lactose, een disaccharide, wordt niet gevormd uit monosachariden, maar uit de twee monosachariden glucose en galactose. De vorming van lactose vindt plaats tijdens het proces van glycosylatie, een soort chemische reactie die twee suikers met elkaar verbindt. In het geval van lactose zijn een glucosemolecuul en een galactosemolecuul met elkaar verbonden door een specifiek type glycosidische binding, bekend als een β-1,4-glycosidische binding. Deze binding ontstaat tussen het eerste koolstofatoom van het glucosemolecuul en het vierde koolstofatoom van het galactosemolecuul.

Hier volgt een stapsgewijze uitleg van hoe lactose wordt gevormd uit de samenstellende monosachariden, glucose en galactose:

Activering van glucose:

Het proces begint met de activering van glucose. Glucose wordt gefosforyleerd door een enzym genaamd glucokinase, waarbij glucose-6-fosfaat wordt gevormd. Deze activeringsstap bereidt het glucosemolecuul voor op verdere reacties.

Epimerisatie van glucose naar galactose:

Glucose-6-fosfaat ondergaat een reeks enzymatische reacties, waaronder isomerisatie en epimerisatie, om het om te zetten in galactose-1-fosfaat. Epimerisatie omvat specifiek de omzetting van de hydroxylgroep op het tweede koolstofatoom van glucose in een ketongroep, resulterend in de vorming van galactose-1-fosfaat.

Uridyl-overdracht:

Galactose-1-fosfaat reageert met uridinedifosfaatglucose (UDP-glucose), een andere geactiveerde suiker, in een reactie die wordt gekatalyseerd door het enzym galactose-1-fosfaaturidyltransferase. Deze reactie brengt de uridylgroep over van UDP-glucose naar galactose-1-fosfaat, waarbij UDP-galactose en glucose-1-fosfaat als producten worden gevormd.

Vorming van de lactosedisaccharide:

UDP-galactose reageert vervolgens met glucose in een condensatiereactie die wordt gekatalyseerd door het enzym lactosesynthase. Tijdens deze reactie wordt het galactosemolecuul van UDP-galactose overgebracht naar het glucosemolecuul, waardoor een glycosidische binding ontstaat tussen het eerste koolstofatoom van galactose en het vierde koolstofatoom van glucose. Dit resulteert in de vorming van lactose, een disacharide bestaande uit glucose en galactose.

Lactose is een belangrijk koolhydraat in melk en zuivelproducten. Het draagt ​​bij aan de zoete smaak en zorgt voor voedingswaarde. Het proces van lactosevorming is essentieel voor de synthese en beschikbaarheid van lactose in deze producten.