Пастер эффект представляет собой ингибирующее действие кислорода на процесс ферментации. Это внезапный переход от анаэробного процесса к аэробному.
Эффект был обнаружен в 1857 году Луи Пастер, который показал, что аэрирование дрожжевого бульона вызывает усиление роста клеток дрожжей, в то время как, наоборот, скорость ферментации снижается. Луи Пастер был избран в Академию наук в 1862 году. Позже он стал профессором геологии, физики и химии в Школе изящных искусств.
Эффект можно объяснить; поскольку дрожжи факультативные анаэробы могут производить энергию, используя два разных метаболических пути. При низкой концентрации кислорода продукт гликолиза, пируват, превращается в этанол и диоксид углерода, и производство энергии эффективность низкая (2 моль АТФ на моль глюкозы ). Если концентрация кислорода растет, пируват превращается в ацетил-КоА, который можно использовать в цикле лимонной кислоты, что увеличивает эффективность до 31 или 29,5 моль АТФ на моль глюкозы ( это зависит от того, какой челнок используется для восстановления восстанавливающего эквивалента НАДН, который образуется в цитозоле). Следовательно, анаэробно нужно потреблять примерно в 15 раз больше глюкозы, чем аэробно, чтобы получить такое же количество АТФ.
В анаэробных условиях скорость метаболизма глюкозы выше, но количество продуцируемого АТФ (как уже упоминалось) меньше. При воздействии аэробных условий продукция АТФ и цитрата увеличивается, а скорость гликолиза замедляется, поскольку продуцируемые АТФ и цитрат действуют как аллостерические ингибиторы для фосфофруктокиназы 1, третий фермент в пути гликолиза. Эффект Пастера возникает только при низких концентрациях глюкозы (<2 g/L) and if other nutrients, mostly nitrogen, are limited.
с точки зрения производства АТФ дрожжам выгодно использовать цикл лимонной кислоты в присутствии кислорода, поскольку больше АТФ производится из меньшего количества глюкозы; однако, Boulton et al. (1996) утверждали, что дрожжи будут следовать анаэробному, а не аэробному, ферментативному пути, если глюкоза не ограничена, в этом дыхании, хотя они способны производить больше АТФ, чем гликолиз на молекулу глюкозы, также требует больше энергии. с точки зрения ферментативных и митохондриальных требований.
Процессы, используемые в производстве спирта, обычно поддерживаются в условиях низкого содержания кислорода, под покровом двуокиси углерода, в то время как разведение дрожжей для получения биомассы проводится в аэробных условиях, бульон аэрируется.
.