파스퇴르 효과
Pasteur effect | 이 글은 검증을 위해 인용구가 추가로 필요하다.– · · ·학자 · (2009년 11월 (이 |
파스퇴르 효과는 산소가 발효 과정에 미치는 억제 효과다. 혐기성에서 에어로빅 과정으로의 갑작스러운 변화다.
디스커버리
이 효과는 1857년 루이 파스퇴르에 의해 발견되었는데, 루이 파스퇴르는 효모 육수에 공기를 불어넣으면 효모세포 성장이 증가하지만 반대로 발효율은 감소한다는 것을 보여주었다.[1] 루이 파스퇴르는 1862년 아카데미 데 사이언스에 선발되었다. 그는 후에 에콜 데 보-아트의 지질학, 물리학, 화학 교수가 되었다.
설명
그 효과는 설명될 수 있다; 효모가 능력 있는 혐기성 물질로서 두 가지 다른 신진대사 경로를 사용하여 에너지를 생산할 수 있기 때문이다. 산소 농도가 낮은 반면 당분해 성분인 화농산물은 에탄올과 이산화탄소로 바뀌며 에너지 생산효율이 낮다(글루당 몰당 ATP 두더지). 산소 농도가 증가하면 구연산 사이클에서 사용할 수 있는 아세틸 CoA로 변환되어 포도당 몰당 ATP의 31 또는 29.5 moles로 효율을 높인다(시토솔에서 형성되는 환원 등가 NADH를 줄이기 위해 어떤 셔틀을 사용하는가에 따라 달라진다). 따라서 같은 양의 ATP를 산출하기 위해서는 에어로빅에 비해 약 15배의 포도당을 혐기적으로 소비해야 한다.[1]
혐기성 조건에서는 포도당 대사 속도는 더 빠르지만 (이미 언급된 바와 같이) 생성되는 ATP의 양은 더 적다. 에어로빅 조건에 노출되면 ATP와 구연산염의 생산량이 증가하고 당분해 속도가 느려지는데, 이는 ATP와 구연산염이 당분해 경로의 세 번째 효소인 인포프락토키나아제 1에 대한 알로스테리 억제제로 작용하기 때문이다. 파스퇴르 효과는 포도당 농도가 낮거나(<2 g/L) 다른 영양소, 대부분 질소가 제한적인 경우에만 발생한다.
그때 ATP 생산의 관점에서 보면, 효모가 산소가 있는 곳에서 구연산 사이클을 이용하는 것이 유리하다. 왜냐하면 더 많은 ATP가 적은 포도당으로부터 생산되기 때문이다. 그러나, Boulton 외 연구진(1996)은 그 호흡에서 포도당이 제한되지 않으면 효모가 에어로빅 발효 경로보다는 혐기성 경로를 따를 것이라고 주장해왔다. 포도당 분자당 당 당 당 당 글리콜리시스보다 더 많은 ATP를 생산할 수 있지만 효소 및 미토콘드리아 요건 측면에서도 더 많은 에너지가 필요하다.
실제적 함의
알코올 생산에 사용되는 공정은 일반적으로 이산화탄소 담요 아래 낮은 산소 상태로 유지되는 반면, 바이오매스를 위한 효모를 배양하는 것은 유산소 조건에서 육수에 공기를 불어넣는 것이다.
참고 항목
참조
- ^ a b Lehninger, Albert (2008). Principles of Biochemistry. New York, NY: W.H. Freeman and Company. pp. 539. ISBN 978-0-7167-7108-1.
- Boulton, R.B.; Bisson, L.F.; Singleton, V.L.; Kunkee, R.E. (1996) Winemaking의 원리 및 실천요강. 가이더스버그, MD: Aspen Publishers, Inc. 페이지 141
- Krebs, Hans (1972). "The Pasteur effect and the relations between respiration and fermentation". Essays in Biochemistry (8): 1–34.
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