Pasteurov efekat

**Pasteurov efekat** opisuje kako dostupni kisik inhibira fermentaciju etanola (alkoholno vrenje), potičući kvasac da pređe na aerobnu respiraciju radi povećane proizvodnje energetskog nosača adenozin trifosfata (ATP). Općenito, u medicinskoj literaturi, Pasteurov efekat se odnosi na to kako prisustvo kisika uzrokuje smanjenje ćelijske stope glikolize i supresiju akumulacije laktata. Taj efekat se javlja u životinjskim tkivima, kao i u mikroorganizmima koji pripadaju carstvu gljiva.

## Otkriće
Mikrobiolog Louis Pasteur je 1857. pokazao da aeracija kvasnog bujona uzrokuje povećanje rasta ćelija, dok se brzina fermentacije smanjuje, na osnovu smanjene proizvodnje etanola.

## Objašnjenje
Kvasci, budući fakultativni anaerobi, mogu proizvoditi energiju putem fermentacije etanola ili aerobnog disanja. Kada je koncentracija O2 niska, dva molekula piruvata nastala glikolizom se fermentiraju u etanol i ugljikov dioksid. Iako se po glukozi proizvode samo 2 ATP-a, ta metoda se koristi u anaerobnim uvjetima jer oksidira elektronski transporter NADH u NAD+ za još jedan krug glikolize i fermentacije etanola.

Ako se koncentracija kisika poveća, piruvat se umjesto toga pretvara u acetil-CoA, koji se koristi u ciklusu limunske kiseline, i podliježe oksidativnoj fosforilaciji. Po glukozi, 10 NADH i 2 FADH2 se proizvode u ćelijskom disanju za značajnu količinu protonskog pumpanja kako bi se stvorio protonski gradijent koji koristi ATP sintaza. Iako se tačan izlaz ATP-a kreće na osnovu faktora poput ukupnog elektrohemijskog gradijenta, aerobno disanje proizvodi daleko više ATP-a nego anaerobni proces alkoholnog vrenja. Povećani ATP i citrat iz aerobnog disanja alosterički inhibiraju enzim glikolize fosfofruktokinazu 1 jer je potrebno manje piruvata za proizvodnju iste količine ATP-a.

Uprkos takvom energičnom podsticaju, Rosario Lagunas je pokazao da kvasac nastavlja djelimično fermentirati dostupnu glukozu u etanol iz više razloga. Prvo, metabolizam glukoze je brži kroz alkoholno vrenje jer uključuje manje enzima i ograničava sve reakcije na citoplazmu. Drugo, etanol ima baktericidno djelovanje tako što uzrokuje oštećenje ćelijske membrane i denaturaciju proteina, omogućavajući gljivicama kvasca da nadmaše bakterije iz okoline po pitanju resursa. Treće, djelimična fermentacija može biti odbrambeni mehanizam protiv suparnika iz okoline koji iscrpljuju sav kisik brže nego što bi regulatorni sistemi kvasca mogli u potpunosti preći s aerobnog disanja na alkoholno vrenje.

## Praktične implikacije
Procesi fermentacije koji se koriste u proizvodnji alkohola obično se održavaju u uvjetima niskog sadržaja kisika, pod slojem ugljičnog dioksida, dok uzgoj kvasca za biomasu uključuje aeraciju bujona za maksimalnu proizvodnju energije. Uprkos baktericidnim efektima etanola, zakiseljujućim efektima fermentacije i uvjetima niskog sadržaja kisika u industrijskoj proizvodnji alkohola, bakterije koje prolaze kroz fermentaciju mliječne kiseline mogu kontaminirati takve objekte jer mliječna kiselina ima nizak pKa od 3,86 kako bi se izbjeglo odvajanje pH membranskog gradijenta koji podržava regulirani transport.

## Povezano
* Alkoholno vrenje
* Fermentacija
* Fakultativni anaerobni organizam
* Alosterna regulacija

## Reference

## Daljnje čitanje

*