크랩트리 효과

Crabtree effect
참고 항목: 에어로빅 발효의 진화

이를 효모, 사카로미세스 cerevisiae, 호기성 조건에서 높은 외부 포도당 농도보다는 트리 카르복시산(티시에)주기를 통해 바이오매스 생산, 보통 순서 발생하는 aerobicall에서 에탄올(술)을 생산하는 크랩 트리 효과, 영어의 생화학 허버트 그레이스 Crabtree,[1]을 따 명명된 현상에 대해 설명합니다.y는 나는예를 들어 대부분의 효모 Kluyveromyces spp.[2] 이러한 현상은 대부분의 사카로마이오스, 정신분열증, 데바리오마이오스, 브레타노마이오스, 토룰롭시스, 네마토스포라, 나드소니아 생성에서 관찰된다.[3] 포도당 농도의 증가는 글리콜리시스( 포도당의 분해)를 가속화하여 기질 수준의 인산화(phosphorylation)를 통해 상당한 양의 ATP를 생성하게 된다. 이것은 전자 운송 체인을 통해 TCA 사이클에 의해 이루어지는 산화 인산화 필요성을 감소시키고 따라서 산소 소비량을 감소시킨다. 이 현상은 지구상의 첫 열매가 나무에서 떨어졌을 무렵 (에탄올의 살균성 때문에) 경쟁 메커니즘으로 진화했다고 여겨진다.[2] 크랩트리 효과는 기질에 의존하는 발효 경로에 의해 호흡을 억제함으로써 작용한다.[4]

엄격히 에어로빅 조건 하에서 크랩트리 양성 효모에서 에탄올 형성은 우선 이들 유기체가 호흡 속도를 일정 값 이상으로 증가시키지 못하여 생긴 것으로 생각되었다. 알코올 발효가 일어나는 위쪽의 이 임계치는 변종과 배양 조건에 따라 달라진다.[5] 보다 최근의 증거는 알코올 발효의 발생이 주로 제한된 호흡 용량에 기인하는 [6]것이 아니라 세포 깁스 에너지 소산률의 한계에 기인할 수 있다는 것을 보여주었다.[7]

에어로빅 조건에서 S. 세레비시아의 경우, 150 mg/l 이하의 포도당 농도는 에탄올을 생성하지 않았다.[8] 이 값 이상으로, 에탄올은 포도당 농도가 1000 mg/l까지 증가하는 비율로 형성되었다. 따라서 150 mg/l 이상의 포도당은 크랩트리 효과를 보였다.[9]

크랩트리 효과를 발견하게 된 것은 종양 세포에 대한 연구였다.[10] 종양 세포는 유사한 대사 작용인 워버그 효과를 가지고 있는데, 이 작용은 산화 인산화 경로보다 당분해를 선호한다.[11]

참조

  1. ^ Crabtree, HG (1929). "Observations on the carbohydrate metabolism of tumours". The Biochemical Journal. 23 (3): 536–45. doi:10.1042/bj0230536. PMC 1254097. PMID 16744238.
  2. ^ a b Thomson JM, Gaucher EA, Burgan MF, De Kee DW, Li T, Aris JP, Benner SA (2005). "Resurrecting ancestral alcohol dehydrogenases from yeast". Nat. Genet. 37 (6): 630–635. doi:10.1038/ng1553. PMC 3618678. PMID 15864308.
  3. ^ De Deken, R. H. (1966). "The Crabtree Effect: A Regulatory System in Yeast". J. Gen. Microbiol. 44 (2): 149–56. doi:10.1099/00221287-44-2-149. PMID 5969497.
  4. ^ De Deken, R. H. (1 August 1966). "The Crabtree Effect and its Relation to the Petite Mutation". Journal of General Microbiology. 44 (2): 157–165. doi:10.1099/00221287-44-2-157. PMID 5969498.
  5. ^ 반 다이켄과 셰퍼스, 1986년 J.P. 반 디켄, W.A. 셰퍼스; 레독스는 효모에 의한 당 신진대사에서 균형을 맞춘다; FEMS Microbiol. Let, 32(3) (1994), 페이지 199-224; https://doi.org/10.1016/0378-1097(86)90291-0
  6. ^ Postma, E; Verduyn, C; Scheffers, WA; Van Dijken, JP (February 1989). "Enzymic analysis of the crabtree effect in glucose-limited chemostat cultures of Saccharomyces cerevisiae". Applied and Environmental Microbiology. 55 (2): 468–77. doi:10.1128/AEM.55.2.468-477.1989. PMC 184133. PMID 2566299.
  7. ^ Heinemann, Matthias; Leupold, Simeon; Niebel, Bastian (January 2019). "An upper limit on Gibbs energy dissipation governs cellular metabolism" (PDF). Nature Metabolism. 1 (1): 125–132. doi:10.1038/s42255-018-0006-7. ISSN 2522-5812.
  8. ^ Verduyn, C, Zomerdijk, T.P.L., Van Dijken, J.P. 외. 효소 전극으로 유산소 효모 정지에 의한 에탄올 생산의 연속적인 측정. Apple Microbiol Biotechnol 19, 181–185 (1984). https://doi.org/10.1007/BF00256451
  9. ^ Verduyn, C, Zomerdijk, T.P.L., Van Dijken, J.P. 외. 효소 전극으로 유산소 효모 정지에 의한 에탄올 생산의 연속적인 측정. Apple Microbiol Biotechnol 19, 181–185 (1984). https://doi.org/10.1007/BF00256451
  10. ^ Pfeiffer, T; Morley, A (2014). "An evolutionary perspective on the Crabtree effect". Frontiers in Molecular Biosciences. 1: 17. doi:10.3389/fmolb.2014.00017. PMC 4429655. PMID 25988158.
  11. ^ Diaz-Ruiz, Rodrigo; Rigoulet, Michel; Devin, Anne (June 2011). "The Warburg and Crabtree effects: On the origin of cancer cell energy metabolism and of yeast glucose repression". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1807 (6): 568–576. doi:10.1016/j.bbabio.2010.08.010. PMID 20804724.

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