04.05.2015
ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ БРОЖЕНИЯ
Рубрика: МикромирАвтор: admin
Открытие анаэробной природы маслянокислого брожения дало Пастеру ключ к пониманию той роли, которую процессы брожения играют в жизни осуществляющих его микроорганизмов.
Свободный кислород нужен большинству организмов для окисления органических соединений до углекислоты. Такое связанное с кислородом биологическое окисление, которое называют аэробным дыханием, дает энергию, необходимую для поддержания организма и для его роста.
Пастер первым осознал, что некоторые организмы могут для получения энергии использовать процесс распада органических соединений в отсутствие кислорода; как он сформулировал, брожение — это жизнь без воздуха. Некоторые строго анаэробные микроорганизмы, например маслянокислые бактерии, получают энергию только в результате брожения.
Многие другие микроорганизмы, в том числе и некоторые дрожжи, являются факультативными анаэробами, так как обладают двумя различными механизмами для получения энергии: в присутствии кислорода они осуществляют аэробное дыхание, но если в среде нет свободного кислорода, то они могут использовать для той же цели брожение.
Это было изящно продемонстрировано Пастером, который показал, что в отсутствие воздуха дрожжи превращают сахар в спирт и углекислоту, а в присутствии воздуха спирт совсем или почти не образуется: основным конечным продуктом аэробной реакции является углекислота.
Рост, происходящий за счет того или иного органического вещества, определяется в основном той энергией, которую можно получить при его расщеплении.
Брожение — менее эффективный энергетический процесс, чем аэробное дыхание, так как при этом процессе часть содержащейся в окисляемом веществе энергии остается в органических конечных продуктах (например, спирте или молочной кислоте), которые образуются при брожении.
Как впервые установил Пастер, расщепление одного и того же количества сахара в анаэробных условиях приводит к существенно меньшему росту дрожжей, чем в аэробных условиях. Это говорит об относительно малой эффективности брожения как источника энергии.
Исследования Пастера показали, что брожение представляет собой жизненно важный процесс, физиологически весьма существенный для многих клеток. Дальнейшее развитие наших представлений о природе брожения связано с наблюдением, которое случайно сделал в 1897 г. Г. Бюхнер.
Пытаясь сохранить экстракт, полученный путем растирания дрожжевых клеток с песком, Бюхнер добавил к нему большое количество сахара и с удивлением обнаружил, что из экстракта выделяется углекислота и при этом происходит образование спирта.
Так выяснилось, что препарат растворимых ферментов способен осуществлять спиртовое брожение. Открытие Бюхнера положило начало развитию современной биохимии. Детальный анализ механизма спиртового брожения в бесклеточных системах в конце концов привел к расшифровке этого сложного метаболического процесса: оказалось, что это цепь сравнительно простых химических реакций, каждая из которых катализируется специфическим ферментом.
Сейчас все биологи принимают как нечто само собой разумеющееся, что даже самые сложные физиологические процессы можно интерпретировать в физико-химических понятиях. В этом смысле оказалось, что правы те химики XIX века, которые интуитивно боролись против биологической теории брожения.
Вас также заинтересует это:
Comments (0)
Комментариев нет
Нет комментариев.
