Il galattosio è un monosaccaride (i monosaccaridi sono gli zuccheri cosiddetti semplici) del quale sono note due forme isomere, D e L. È un epimero* del glucosio al quale è simile nella struttura e identico nella composizione.
Il galattosio, sotto forma di β-d-galattopiranosio, variamente combinato con altri zuccheri, è diffusissimo in natura, sia nel regno vegetale sia nel regno animale. È il principale zucchero dei glicolipidi (termine generico che indica lipidi contenenti oligosaccaridi) di piante e alghe.
Dopo il glucosio è il carboidrato più diffuso nel regno animale; lo si ritrova infatti nelle glicoproteine dei polmoni, nei cerebrosidi (una categoria di glicolipidi) e nei gangliosidi del sistema nervoso, nel fibrinogeno, nelle gamma-globuline e nelle membrane cellulari.
A partire dal d-glucosio (con il quale forma il lattosio), viene sintetizzato dalle ghiandole mammarie dei Mammiferi.
Glicolisi e galattosio
Com’è noto, lo zucchero semplice più utilizzato dalla glicolisi è il glucosio; tuttavia, anche altri carboidrati possono essere utilizzati dal cosiddetto pathway metabolico (locuzione nota anche come via metabolica) della glicolisi; è per esempio il caso di fruttosio e galattosio. Per la conversione di quest’ultimo in un intermedio della glicolisi sono necessarie diverse reazioni.
Inizialmente il galattosio viene convertito in galattosio-1-fosfato grazie all’azione dell’enzima galattochinasi. Successivamente, il galattosio-1-fosfato viene legato a una molecola di uridina a partire da uno degli intermedi della sintesi del glicogeno, l’UDP-glucosio.
Il risultato di questa reazione è la formazione di glucosio-1-fosfato e UDP-galattosio; questa reazione richiede l’intervento dell’enzima galattosio-1-fosfato uridiltransferasi. A questo punto l’UDP-galattosio viene convertito in UDP-glucosio grazie all’enzima UDP-galattosio-4-epimerasi (questo enzima è noto anche come waldenasi o galattowaldenasi, dal nome del chimico tedesco Paul Walden). Si ha poi la conversione dell’UDP-glucosio in glucosio-1-fosfato a opera della UDP-glucosio pirofosforilasi; infine, il glucosio-1-fosfato viene convertito in un intermedio della glicolisi, il glucosio-6-fosfato dalla fosfoglucomutasi, un enzima che appartiene alla classe delle cosiddette isomerasi (per comprendere meglio determinati meccanismi è consigliabile la lettura del nostro articolo Enzimi).
I deficit enzimatici relativi al metabolismo del galattosio sono alla base di alcune patologie metaboliche note come galattosemie.
La galattosemia è una rara e grave patologia metabolica che viene trasmessa per via autosomica recessiva causata dalla carenza di uno degli enzimi deputati al metabolismo del galattosio, zucchero presente in particolar modo nel latte (ricordiamo che galattosio e glucosio formano il lattosio che rappresenta circa il 98% dei carboidrati presenti nel latte). La carenza enzimatica porta a un eccessivo accumulo di galattosio a livello ematico.
Per approfondire l’argomento si rimanda all’articolo Galattosemia.
* Si dicono epimeri due monosaccaridi che differiscono per la configurazione di un unico centro asimmetrico. Nel caso di glucosio e galattosio la sola differenza è nella posizione dell’-OH nel carbonio-4 (C-4).