8.13: Fermentation
8.13: Fermantasyon
Most eukaryotic organisms require oxygen to survive and function adequately. Such organisms produce large amounts of energy during aerobic respiration by metabolizing glucose and oxygen into carbon dioxide and water. However, most eukaryotes can generate some energy in the absence of oxygen by anaerobic metabolism.
Aerobic respiration proceeds through a series of oxidation-reduction reactions that end when oxygen–the final electron acceptor–is reduced to water. In the absence of oxygen, this reaction cannot proceed. Instead, cells regenerate NADH produced during glycolysis by using an organic molecule, such as pyruvate, as the final electron acceptor. The process of using an organic molecule to regenerate NAD+ from NADH is called fermentation.
There are two types of fermentation based on the end products of the reaction: 1) lactic acid fermentation and 2) alcohol fermentation. In mammals, lactic acid fermentation takes place in red blood cells that cannot respire aerobically due to lack of mitochondria, as well as in skeletal muscles during strenuous exercise. It also occurs in certain bacteria, like those found in yogurt. In this reaction, pyruvate and NADH are converted to lactic acid and NAD+.
Alcohol fermentation is a two-step process. In the first step, pyruvate is converted to carbon dioxide and acetaldehyde. In the second step, acetaldehyde acts as an electron acceptor and is reduced to ethanol with concomitant conversion of NADH into NAD+. Overall, alcohol fermentation converts pyruvate and NADH into ethanol, carbon dioxide, and NAD+. Yeasts use alcohol fermentation to convert sugars into carbon dioxide and ethanol. This process is harnessed to produce alcoholic beverages such as beer and wine.
Ökaryotik organizmaların çoğu hayatta kalmak ve yeterli şekilde çalışmak için oksijene ihtiyaç duyarlar. Bu tür organizmalar karbondioksit ve suya glikoz ve oksijen metabolize ederek aerobik solunum sırasında büyük miktarda enerji üretirler. Ancak, çoğu ökaryot anaerobik metabolizma tarafından oksijen yokluğunda bazı enerji üretebilir.
Aerobik solunum, oksijen-son elektron kabul edici-suya indirgendiğinde sona erer oksidasyon azaltma reaksiyonları bir dizi ile devam eder. Oksijen yokluğunda, bu reaksiyon devam edemez. Bunun yerine, hücreler glikoliz sırasında üretilen NADH'yi son elektron kabul eden olarak pirüuvat gibi organik bir molekül kullanarak yenilerler. NADH'dan NAD+ oluşturmak için organik bir molekül kullanma işlemine fermantasyon denir.
Reaksiyonun son ürünlerine göre iki tür fermantasyon vardır: 1) laktik asit fermantasyonu ve 2) alkol fermantasyonu. Memelilerde, laktik asit fermantasyonu mitokondri eksikliği nedeniyle aerobik respire olamaz kırmızı kan hücrelerinde yer alır, yanı sıra yorucu egzersiz sırasında iskelet kasları. Ayrıca bazı bakterilerde de görülür, yoğurtta bulunanlar gibi. Bu reaksiyonda pirüuvat ve NADH laktik aside ve NAD+dönüştürülür.
Alkol fermantasyonu iki aşamalı bir süreçtir. İlk adımda, pirüuvat karbondioksit ve asetaldehit dönüştürülür. İkinci adımda, asetaldehit bir elektron alıcı sıcadım ve NADH'nin NAD+içine birlikte dönüştürülmesi ile etanol indirgenir. Genel olarak, alkol fermantasyonu etanol, karbondioksit ve NAD+içine pirüvat ve NADH dönüştürür. Mayalar karbondioksit ve etanol içine şeker dönüştürmek için alkol fermantasyon kullanın. Bu süreç bira ve şarap gibi alkollü içecekler üretmek için harnessed olduğunu.