Co je anaerobní fermentace?
Anaerobní fermentace je metoda, která buňky používají k extrahování energie z uhlohydrátů, když v okolním prostředí nejsou k dispozici kyslík nebo jiné elektronové akceptory. To ji odlišuje od anaerobního dýchání, které nepoužívá kyslík, ale používá molekuly přijímající elektrony, které pocházejí z vnějšku buňky. The process can follow glycolysis as the next step in the breakdown of glucose and other sugars to produce molecules of adenosine triphosphate (ATP) that create an energy source for the cell.
Through this method, a cell is able to regenerate nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) from the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), a molecule nutné pro pokračování glykolýzy. Anaerobní fermentace se spoléhá na enzymy, aby přidala fosfátovou skupinu k jednotlivé molekule adenosin difosfátu (ADP) za vzniku ATP, což znamená, že je to forma fosforylace na úrovni substrátu. To kontrastuje s oxidační fosforylací, která využívá energii zzavedený protonový gradient pro produkci ATP.
Existují dva hlavní typy anaerobní fermentace: fermentace ethanolu a fermentace kyseliny mléčné. Oba obnoví NAD+, aby buňka umožnila pokračovat v generování ATP prostřednictvím glykolýzy. Fermentace ethanolu převádí dvě pyruvátové molekuly, produkty glykolýzy, na dvě molekuly ethanolu a dvě molekuly oxidu uhličitého. Reakce je dvoustupňový proces, ve kterém je pyruvát přeměněn na acetaldehyd a oxid uhličitý, enzymem pyruvát dekarboxyláza.
Ve druhém kroku přeměňuje alkohol dehydrogenáza acetaldehyd na ethanol. K tomuto metabolickému procesu dochází v určitých typech bakterií a v kvasinkách. Díky tomu jsou kvasinky oblíbené pro výrobu chleba, piva a vína pomocí oxidu uhličitého nebo ethanolu z fermentace.
fermentace kyseliny mléčné je další formou anaerobní fermentace a je běžnály používané svalovými buňkami v době stresu, když není k dispozici dostatek kyslíku. Tyto buňky převádějí dvě molekuly pyruvátu z glykolýzy na dvě molekuly L-laktátu pomocí enzymu laktát dehydrogenázy. Tento proces je známý jako homolaktická fermentace, protože dvě molekuly pyruvátu podléhají stejným chemickým reakcím a k této formě fermentace kyseliny mléčné dochází v buňkách zvířete a červených krvinek.
Při heterolaktické fermentaci podléhají molekul pyruvátu různé chemické reakce. Jeden je přeměněn na laktát, zatímco druhý je přeměněn na ethanol a oxid uhličitý. K tomuto procesu dochází u některých druhů anaerobních organismů.
U zvířat je laktát vedlejší produkt z anaerobní fermentace čerpán do krevního řečiště, kde je transportován do jater. V procesu zvaném CORI CYCLE používá játra vlastní sada enzymů k přeměně laktátu zpět na glukózu, kde jej může tělo recyklovat. Glukóza je obvykle tranSportováno zpět do svalů, kde může být uložen jako glykogen pro budoucí energetické potřeby.