Fermantasyon nasıl çalışır?

Fermantasyon, enzimlerin etkisi yoluyla organik substratlarda kimyasal değişiklikler üreten metabolik bir süreçtir. Biyokimyada dar anlamda glikozun anaerobik olarak parçalandığı süreç olarak tanımlanır.

Fermantasyon süreci karmaşıktır ve birkaç aşamadan oluşur. İşte fermantasyonun nasıl çalıştığına dair basitleştirilmiş bir açıklama:

1. Glikoliz:Fermantasyonun ilk aşaması hücrenin sitoplazmasında meydana gelen glikolizdir. Glikoliz sırasında, bir glikoz molekülü, az miktarda ATP (adenosin trifosfat) ve NADH (nikotinamid adenin dinükleotid) ile birlikte iki molekül piruvat'a parçalanır.

2. Piruvat Dekarboksilasyonu:Glikoliz sırasında üretilen piruvat, piruvat dekarboksilasyonu adı verilen kimyasal bir reaksiyona girer. Bu reaksiyon, piruvattan karbon dioksit (CO2) formundaki bir karbon atomunu uzaklaştırır ve bunun sonucunda asetaldehit (etanol fermantasyonu durumunda) veya asetil-CoA (laktik asit fermantasyonu durumunda) üretilir.

3. İndirgeme:Bir sonraki adımda, fermantasyonun son ürününü oluşturmak için asetaldehit veya asetil-CoA indirgenir. Etanol fermantasyonunda (maya tarafından gerçekleştirilir), asetaldehit, elektron donörü olarak NADH kullanılarak etanole indirgenir. Laktik asit fermantasyonunda (bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir), asetil-CoA, elektron donörü olarak NADH kullanılarak laktik aside indirgenir.

4. NAD+'ın yenilenmesi:İndirgeme aşaması sırasında NADH, elektron donörü olarak kullanılır. Hücresel dengeyi korumak için, fermantasyon sürecini devam ettirmek amacıyla NADH'nin NAD +'ya geri dönüştürülmesi gerekir. Bu rejenerasyon, elektronların bir elektron taşıma zincirine aktarılması veya diğer metabolik yolların kullanılması gibi çeşitli mekanizmalar yoluyla gerçekleştirilir.

Genel olarak fermantasyon, hücrelerin oksijen gerektirmeden ATP üretmesini ve belirli son ürünleri (etanol veya laktik asit gibi) üretmesini sağlar. Gıda üretimi (örneğin bira yapımı ve yoğurt yapımı), içecek üretimi ve biyoteknoloji dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde çok önemli bir rol oynar.