Эффект пастера - Pasteur effect

В Эффект пастера ингибирует действие кислород на ферментация процесс. Это внезапный переход от анаэробного процесса к аэробному.

Открытие

Эффект был открыт в 1857 г. Луи Пастер, которые показали, что аэрация дрожжевого бульона вызывает дрожжи рост клеток увеличиваться, в то время как, наоборот, ферментация скорость снижается. [1]Луи Пастер был избран в Академию наук в 1862 году. Позже он стал профессором геологии, физики и химии в Школе изящных искусств.

Объяснение

Эффект можно объяснить; как дрожжи факультативные анаэробы может производить энергию, используя два разных метаболических пути. Пока концентрация кислорода низкая, продукт гликолиз, пируват, превращается в этиловый спирт и углекислый газ, а эффективность производства энергии низкая (2 родинки из АТФ на моль глюкоза ). Если концентрация кислорода растет, пируват превращается в ацетил-КоА которые можно использовать в цикл лимонной кислоты, что увеличивает эффективность до 31 или 29,5 моль АТФ на моль глюкозы (это зависит от того, какой челнок используется для восстановления восстанавливающего эквивалента НАДН, который образуется в цитозоле). Следовательно, анаэробно необходимо потреблять примерно в 15 раз больше глюкозы, чем аэробно, чтобы получить такое же количество АТФ.[1]

В анаэробных условиях скорость метаболизма глюкозы выше, но количество производимого АТФ (как уже упоминалось) меньше. При воздействии аэробных условий производство АТФ и цитрата увеличивается, а скорость гликолиз замедляется, потому что производимые АТФ и цитрат действуют как аллостерические ингибиторы за фосфофруктокиназа 1, третий фермент в пути гликолиза. Эффект Пастера возникает только при низких концентрациях глюкозы (<2 г / л) и при ограничении других питательных веществ, в основном азота.

Таким образом, с точки зрения производства АТФ дрожжам выгодно использовать цикл лимонной кислоты в присутствии кислорода, поскольку больше АТФ производится из меньшего количества глюкозы; однако Boulton et al. (1996) утверждали, что дрожжи будут следовать анаэробному, а не аэробному, ферментативному пути, если глюкоза не ограничена, в этом дыхании, хотя они способны производить больше АТФ, чем гликолиз на молекулу глюкозы, также требует больше энергии с точки зрения ферментов и митохондриальные потребности.

Практические последствия

Процессы, используемые в алкоголь производство обычно поддерживается в условиях низкого содержания кислорода, под покровом двуокиси углерода, в то время как разведение дрожжей для биомассы осуществляется в аэробных условиях, при этом бульон газированный.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Ленингер, Альберт (2008). Принципы биохимии. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: W.H. Фримен и компания. стр.539. ISBN  978-0-7167-7108-1.
  • Boulton, R.B .; Bisson, L.F .; Синглтон, В.Л .; Kunkee, R.E. (1996) Принципы и практика виноделия. Гейтерсбург, доктор медицины: Aspen Publishers, Inc., стр. 141
  • Кребс, Ганс (1972). «Эффект Пастера и взаимосвязь между дыханием и брожением». Очерки биохимии (8): 1–34.