Was haben verschiedene Fermentationsprodukte gemeinsam?

In meinem Masterstudium bin ich auf folgende Frage gestoßen:

Was haben verschiedene Fermentationsprodukte gemeinsam?

Wenn ich darüber nachdenke, fällt es mir schwer, die Ähnlichkeiten zwischen Milchsäure- und Alkoholgärung zu identifizieren.

Antworten (2)

Obwohl es bei der Glykolyse keine Nettooxidation oder -reduktion gibt, ist (paradoxerweise) eine konstante Zufuhr von NAD + erforderlich, damit die Glykolyse fortgesetzt werden kann. Andernfalls könnte die Glyceraldyde-3-Phosphat-Dehydrogenase-Reaktion (GAPdh) kein 1,3-Diphosphoglycerat erzeugen.

Wie wird also das in der GAPdh-Reaktion erzeugte NADH wieder in NAD + umgewandelt ? Sowohl die Alkohol- als auch die Milchsäuregärung regenerieren NAD + durch Reduktion des Kohlenstoffskeletts, das in der GAPdh-Reaktion oxidiert wurde, wenn auch an unterschiedlichen „Punkten“ in der glykolytischen Reaktionssequenz.

Bei der Alkoholgärung wirkt die Alkoholdehydrogenase als Aldehydreduktase und reduziert Acetaldehyd zu Ethanol und NAD + . Bei der Milchsäuregärung wirkt die Laktatdehydrogenase als Pyruvatreduktase und reduziert Pyruvat zu Laktat und NAD + .

Sowohl bei der Alkohol- als auch bei der Milchsäuregärung gibt es keine Nettooxidation oder -reduktion : Glykolyse ist die Spaltung von Glucose.

Schließlich können wir anmerken, dass der Elektronenakzeptor in beiden Fällen „intern“ ist. Keiner der Prozesse erfordert einen externen Elektronenakzeptor wie Sauerstoff. Die bei der GAPdh-Reaktion (die NADH erzeugt) aus dem Kohlenstoffskelett entfernten Elektronen werden sowohl bei der ADH- als auch bei der LDH-Reaktion wieder demselben Kohlenstoffskelett (aber mit unterschiedlicher molekularer Anordnung) hinzugefügt.

Q1. Was haben verschiedene Fermentationsprodukte gemeinsam?

A1. Sie entstehen in einer Reaktion, bei der NADH zu NAD + reoxidiert wird , wodurch die anaerobe Oxidation (z. B. von Glucose) fortgesetzt werden kann.

Q2. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Milchsäure- und Alkoholgärung?

A2. Beide erzeugen ATP „auf Substratebene“ (dh direkt in Reaktionen, ohne oxidative Phosphorylierung) in einer Folge von Reaktionen, die eine Oxidation durch NADH beinhalten . Das Endprodukt der Oxidation (hier Pyruvat) ist für die anaerobe ATP-Erzeugung nicht mehr von Nutzen und daher ist es unerheblich, zu was es durch NADH reduziert wird.

Dies ist unten dargestellt (siehe auch diese Frage ):

Fermentation zu Laktat oder Pyruvat

(Wie in der Antwort von @xusr erwähnt, wird Pyruvat vor dem NADH-Schritt in Acetaldehyd umgewandelt.)

Es gibt andere Arten der Fermentation mit anderen Endprodukten – siehe zB den Wikipedia-Artikel über Fermentation – aber das allgemeine Prinzip ist dasselbe.

Ich habe diese Antwort trotz des späten Stadiums gepostet, weil ich denke, dass das Diagramm die Dinge wirklich klar macht und die andere Antwort ATP nicht erwähnt.
Nachdem ich dieses Thema viele Jahre auf Universitätsniveau gelehrt habe, behaupte ich, dass dies die richtige Antwort auf die Frage ist. Es wäre für andere, die dies lesen, nützlich, wenn diejenigen, die dagegen gestimmt haben, erklären würden, warum sie es für falsch hielten. Angesichts der Schärfe meiner Antworten auf die beiden Fragen sollte dies nicht schwierig sein. Wie soll der Leser ohne eine solche Diskussion das wissen?
Wäre "alle Fermentationen im Grunde genommen Methoden zum Recyceln von Reduktionsäquivalenten, damit die Glykolyse fortgesetzt werden kann, ohne externe Elektronenakzeptoren aufzurufen" wäre hier ein guter tl;dr?
@Dunois — Abgesehen von einer Sache, die sich für mich hervorragend anhört. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob es keine anderen Prozesse als die Glykolyse gibt, die auf diese Weise unterstützt werden können. Ich muss nachsehen und mich bei Ihnen melden.
Das wäre großartig.
@Dunois - Die Einschränkung, die ich Ihrer Zusammenfassung machen würde, besteht darin, nach der Glykolyse in Klammern hinzuzufügen: "(oder seine weniger verbreitete Variante, der Entner-Douderoff-Weg)". Wenn Sie damit nicht vertraut sind, lesen Sie es in Wikipedia nach . Sie werden sehen, dass es sich in den Hexoseschritten des anaeroben Glukosekatabolismus unterscheidet, aber in den Trioseschritten, die ATP auf Substratebene erzeugen, ähnlich ist. Wie die Glykolyse muss es NADH (oder NADPH) reoxidieren, um fortzufahren, und kann dies tun, indem es Pyruvat reduziert, dh der gesamte Prozess ist eine Fermentation.
Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, dies zu recherchieren. Ich habe nur am Rande vom Entner-Douderoff-Weg gehört, danke für den Link. Ich denke, Ihre Einschränkung in Klammern vervollständigt und ergänzt meine Aussage gut.
Was haben verschiedene Fermentationsprodukte gemeinsam?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v