Der Hauptunterschied zwischen dem Pasteur-Effekt und dem Crabtree-Effekt besteht darin, dass der Pasteur-Effekt durch Sauerstoffmangel induziert wird, während der Crabtree-Effekt durch überschüssige Glukose induziert wird.
Pasteur-Effekt ist der Effekt der Hemmung von Sauerstoff im Fermentationsprozess. Der Crabtree-Effekt ist das Phänomen, bei dem Hefe unter aeroben Bedingungen bei hohen externen Glukosekonzentrationen Ethanol produziert. Diese Wirkungen sind eng miteinander verbunden, aber die Ursache für die Wirkung ist voneinander verschieden, wie oben im Abschnitt zu den Hauptunterschieden angegeben.
Was ist der Pasteur-Effekt?
Pasteur-Effekt ist der Effekt der Hemmung von Sauerstoff im Fermentationsprozess. Dieser Effekt wandelt den Prozess schlagartig von anaerob in aerob um. Dies wurde erstmals 1857 von Louis Pasteur eingeführt. Er zeigte, dass das Belüften von Hefebrühe das Wachstum der Hefezellen erhöhen kann, während umgekehrt die Fermentationsrate abnimmt.
Abbildung 01: Porträt von Louis Pasteur in seinem Labor
Hefe ist typischerweise ein fakultativer Anaerobier, der in der Lage ist, Energie über zwei Hauptstoffwechselwege zu produzieren. Wenn die Sauerstoffkonzentration niedrig ist, geben sie in der Glykolyse Ethanol und Kohlendioxid aus Pyruvat. Hier ist der Wirkungsgrad der erzeugten Energie sehr gering. Bei hoher Sauerstoffkonzentration wandelt sich Pyruvat in Acetyl-Co-A um und die Energieeffizienz wird hoch. Der Pasteur-Effekt tritt nur auf, wenn die Glukosekonzentration niedrig ist und unter den begrenzten Konzentrationen von Stickstoff und anderen Nährstoffen.
Was ist der Crabtree-Effekt?
Crabtree-Effekt ist das Phänomen, bei dem Hefe unter aeroben Bedingungen bei hohen externen Glukosekonzentrationen Ethanol produziert. Dieses Konzept wurde erstmals von dem englischen Biochemiker Herbert Grace Crabtree eingeführt. Der übliche aerob in Hefe ablaufende Prozess ist die Produktion von Biomasse über den Tricarbonsäurezyklus.
Abbildung 02: Ethanolfermentation
Erhöhung der Glukosekonzentration kann eine Beschleunigung des Glykolyseprozesses bewirken und beträchtliche Mengen an ATP durch Phosphorylierung auf Substratebene produzieren. Darüber hinaus bewirkt dieser Effekt die Verringerung des Bedarfs an oxidativer Phosphorylierung, die durch den TCA-Zyklus (durch die Elektronentransportkette) auftritt, wodurch der Sauerstoffverbrauch verringert wird. Der Crabtree-Effekt hat sich als Konkurrenzmechanismus etwa zu der Zeit entwickelt, als die Früchte zum ersten Mal von Bäumen fallen. Außerdem wirkt dieser Effekt durch die Unterdrückung der Atmung durch den Gärweg, die vom Substrat abhängig ist.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen dem Pasteur-Effekt und dem Crabtree-Effekt?
- Beide Effekte bewirken die Einleitung der Gärung.
- Diese Wirkungen sind eng miteinander verbunden.
Was ist der Unterschied zwischen Pasteur-Effekt und Crabtree-Effekt?
Pasteur-Effekt ist die Wirkung der Hemmung von Sauerstoff auf den Fermentationsprozess. Der Crabtree-Effekt ist das Phänomen, bei dem die Hefe unter aeroben Bedingungen bei hohen externen Glukosekonzentrationen Ethanol produziert. Diese Wirkungen sind eng miteinander verbunden, aber die Ursache für die Wirkung ist voneinander verschieden. Der Hauptunterschied zwischen dem Pasteur-Effekt und dem Crabtree-Effekt besteht darin, dass der Pasteur-Effekt durch Sauerstoffmangel induziert wird, während der Crabtree-Effekt durch überschüssige Glukose induziert wird.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen dem Pasteur-Effekt und dem Crabtree-Effekt in tabellarischer Form für einen direkten Vergleich auf
Zusammenfassung – Pasteur-Effekt vs. Crabtree-Effekt
Der Pasteur-Effekt ist der Effekt der Hemmung von Sauerstoff im Fermentationsprozess. Der Crabtree-Effekt ist das Phänomen, bei dem die Hefe unter aeroben Bedingungen bei hohen externen Glukosekonzentrationen Ethanol produziert. Diese Wirkungen sind eng miteinander verbunden, aber die Ursache für die Wirkung ist voneinander verschieden. Der Hauptunterschied zwischen dem Pasteur-Effekt und dem Crabtree-Effekt besteht darin, dass der Pasteur-Effekt durch Sauerstoffmangel induziert wird, während der Crabtree-Effekt durch überschüssige Glukose induziert wird.
