Het belangrijkste verschil tussen het Pasteur-effect en het Crabtree-effect is dat het Pasteur-effect wordt veroorzaakt door zuurstofgebrek, terwijl het Crabtree-effect wordt veroorzaakt door een teveel aan glucose.
Pasteur-effect is het effect van het remmen van zuurstof in het fermentatieproces. Crabtree-effect is het fenomeen waarbij gist ethanol produceert onder aerobe omstandigheden bij hoge externe glucoseconcentraties. Deze effecten hangen nauw met elkaar samen, maar de oorzaak van het effect verschilt van elkaar, zoals hierboven vermeld in de paragraaf over de belangrijkste verschillen.
Wat is het Pasteur-effect?
Pasteur-effect is het effect van het remmen van zuurstof in het fermentatieproces. Dit effect zet het proces plotseling om van anaëroob naar aeroob. Dit werd voor het eerst geïntroduceerd door Louis Pasteur in 1857. Hij toonde aan dat de beluchtende gegiste bouillon de groei van gistcellen kan doen toenemen, terwijl omgekeerd de fermentatiesnelheid afneemt.
Figuur 01: Portret van Louis Pasteur in zijn laboratorium
Gist is doorgaans een facultatief anaëroob die in staat is om energie te produceren via twee belangrijke metabole routes. Wanneer de zuurstofconcentratie laag is, geven ze ethanol en koolstofdioxide uit pyruvaat bij glycolyse. Hier is het rendement van de geproduceerde energie erg laag. Bij een hoge zuurstofconcentratie wordt pyruvaat omgezet in acetyl Co-A en wordt de energie-efficiëntie hoog. Het Pasteur-effect treedt alleen op als de glucoseconcentratie laag is en onder de beperkte concentraties stikstof en andere voedingsstoffen.
Wat is het Crabtree-effect?
Crabtree-effect is het fenomeen waarbij gist ethanol produceert onder aerobe omstandigheden bij hoge externe glucoseconcentraties. Dit concept werd voor het eerst geïntroduceerd door de Engelse biochemicus Herbert Grace Crabtree. Het gebruikelijke proces dat aëroob in gist plaatsvindt, is de productie van biomassa via de tricarbonzuurcyclus.
Figuur 02: Ethanolfermentatie
Het verhogen van de glucoseconcentraties kan het glycolyseproces versnellen en aanzienlijke hoeveelheden ATP produceren door fosforylering op substraatniveau. Bovendien zorgt dit effect ervoor dat de behoefte aan oxidatieve fosforylering die plaatsvindt via de TCA-cyclus (via de elektronentransportketen) wordt verminderd, waardoor het zuurstofverbruik afneemt. Het Crabtree-effect is geëvolueerd als een concurrentiemechanisme rond de tijd dat de vruchten voor het eerst van bomen vallen. Bovendien werkt dit effect door de onderdrukking van de ademhaling via de fermentatieroute, die afhankelijk is van het substraat.
Wat zijn de overeenkomsten tussen het Pasteur-effect en het Crabtree-effect?
- Beide effecten veroorzaken het begin van de fermentatie.
- Deze effecten hangen nauw met elkaar samen.
Wat is het verschil tussen Pasteur-effect en Crabtree-effect?
Pasteur-effect is het effect van het remmen van zuurstof op het fermentatieproces. Crabtree-effect is het fenomeen waarbij de gist ethanol produceert onder aerobe omstandigheden bij hoge externe glucoseconcentraties. Deze effecten hangen nauw met elkaar samen, maar de oorzaak van het effect verschilt van elkaar. Het belangrijkste verschil tussen het Pasteur-effect en het Crabtree-effect is dat het Pasteur-effect wordt veroorzaakt door zuurstofgebrek, terwijl het Crabtree-effect wordt veroorzaakt door een teveel aan glucose.
De onderstaande infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen het Pasteur-effect en het Crabtree-effect in tabelvorm voor een vergelijking naast elkaar
Samenvatting – Pasteur-effect versus Crabtree-effect
Het Pasteur-effect is het effect van het remmen van zuurstof in het fermentatieproces. Crabtree-effect is het fenomeen waarbij de gist ethanol produceert onder aerobe omstandigheden bij hoge externe glucoseconcentraties. Deze effecten hangen nauw met elkaar samen, maar de oorzaak van het effect verschilt van elkaar. Het belangrijkste verschil tussen het Pasteur-effect en het Crabtree-effect is dat het Pasteur-effect wordt veroorzaakt door zuurstofgebrek, terwijl het Crabtree-effect wordt veroorzaakt door een teveel aan glucose.
