Efekt Crabtree

Efekt Crabtree – zjawisko związane z metabolizmem drożdży polegające na produkcji etanolu (fermentacji) w warunkach tlenowych, przy wysokim stężeniu glukozy.

W warunkach tlenowych korzystniejszy energetycznie od fermentacji jest konkurencyjny proces – cykl Krebsa (kolejny po glikolizie etap oddychania tlenowego). W przypadku niskiego stężenia glukozy i innych substancji odżywczych zachodzi efekt Pasteura, w którym obecność tlenu hamuje fermentację. Jednakże u drożdży Crabtree-pozytywnych, przy wystarczającym poziomie cukrów, może zachodzić fermentacja. Jeśli poziom cukrów jest wysoki i obecny jest tlen, pozyskiwanie energii na drodze fermentacji nazywane jest efektem Crabtree[1].

Ta metaboliczna cecha pojawiła się wraz z roślinami owocowymi o wysokim stężeniu cukrów. Cukry są preferowanym pożywieniem dla wielu mikroorganizmów, dlatego kiedy dojrzewa owoc, rozpoczyna się między nimi zaciekła konkurencja. Zazwyczaj drożdże stają się w tych niszach organizmami dominującymi, wśród nich najczęściej Crabtree-pozytywne Saccharomyces cerevisiae, Dekkera bruxellensis i Schizosaccharomyces pombe. Dzięki efektowi Crabtree, drożdże te mogą w tych warunkach produkować etanol o właściwościach toksycznych dla innych mikroorganizmów kosztem produkcji swojej biomasy[2]. Nadmiar etanolu mogą one konsumować zanim stanie się dla nich samych toksyczny. W tym procesie bierze udział dehydrogenaza alkoholowa, tworząc aldehyd octowy, który ostatecznie przekształcany jest do acetylo-CoA (z udziałem ATP) i wykorzystywany w cyklu Krebsa[3].

Przypisy

  1. ↑ Thomas Pfeiffer, Annabel Morley. An evolutionary perspective on the Crabtree effect. „Frontiers in Molecular Biosciences”. 1 (17), 2014. DOI: 10.3389/fmolb.2014.00017. 
  2. ↑ Arne Hagman, Torbjörn Säll, Concetta Compagno, Jure Piskur. Yeast “Make-Accumulate-Consume” Life Strategy Evolved as a Multi-Step Process That Predates the Whole Genome Duplication. „PLoS One”. 8 (7), 2013. DOI: 10.1371/journal.pone.0068734. 
  3. ↑ J. Michael Thomson i inni, Resurrecting ancestral alcohol dehydrogenases from yeast, „Nature Genetics”, 6, 37, 2005, s. 630–635, DOI: 10.1038/ng1553.