Vad är Anaerob jäsning?

Anaerob jäsning är en metod som celler använder för att utvinna energi från kolhydrater när syre eller andra elektronacceptorer inte finns tillgängliga i omgivningen. Detta skiljer det från anaerob andning, som inte använder syre men använder elektronmottagande molekyler som kommer från utsidan av cellen. Processen kan följa glykolys som nästa steg i nedbrytningen av glukos och andra sockerarter för att producera molekyler av adenosintrifosfat (ATP) som skapar en energikälla för cellen.

Genom denna metod kan en cell regenerera nikotinamidadenininukleotid (NAD +) från den reducerade formen av nikotinamidadenininukleotid (NADH), en molekyl som är nödvändig för att fortsätta glykolys. Anaerob jäsning förlitar sig på enzymer för att lägga till en fosfatgrupp till en individuell adenosindifosfat (ADP) molekyl för att producera ATP, vilket innebär att det är en form av fosforylering av substratnivå. Detta står i kontrast till oxidativ fosforylering, som använder energi från en etablerad protongradient för att producera ATP.

Det finns två huvudtyper av anaerob jäsning: etanolfermentering och mjölksyrafermentering. Båda återställer NAD + så att en cell kan fortsätta generera ATP genom glykolys. Etanolfermentering omvandlar två pyruvatmolekyler, glykolysprodukterna, till två etanolmolekyler och två koldioxidmolekyler. Reaktionen är en tvåstegsprocess i vilken pyruvat omvandlas till acetaldehyd och koldioxid först av enzymet pyruvat dekarboxylas.

I det andra steget omvandlar alkoholdehydrogenas acetaldehyd till etanol. Denna metabola process sker i vissa typer av bakterieceller och i jästceller. Detta gör jäst populärt för att tillverka bröd, öl och vin genom att använda antingen koldioxid eller etanol från jäsning.

Mjölksyrafermentering är en annan form av anaerob fermentering och används ofta av muskelceller under tider med stress när det inte finns tillräckligt med syre. Dessa celler omvandlar de två molekylerna av pyruvat från glykolys till två molekyler av L-laktat med användning av enzymet laktatdehydrogenas. Denna process kallas homolaktisk jäsning, eftersom två molekyler av pyruvat genomgår samma kemiska reaktioner, och denna form av mjölksyrafermentering sker i djurmuskelceller och röda blodkroppar.

Vid heterolaktisk fermentering genomgår pyruvatmolekylerna olika kemiska reaktioner. Den ena omvandlas till laktat, medan den andra omvandlas till etanol och koldioxid. Denna process sker i vissa arter av anaeroba organismer.

Hos djur pumpas laktatbiprodukten från anaerob jäsning in i blodomloppet, där den transporteras till levern. I en process som kallas Cori-cykeln använder levern sin egen uppsättning enzymer för att omvandla laktatet tillbaka till glukos, där det kan återvinnas av kroppen. Glukosen transporteras vanligtvis tillbaka till musklerna, där den kan lagras som glykogen för framtida energibehov.