8.9 : Fermantasyon

Çoğu ökaryotik organizmanın hayatta kalması ve düzgün çalışması için oksijene ihtiyacı vardır. Bu tür organizmalar aerobik solunum sırasında glikoz ve oksijeni karbondioksit ve suya metabolize ederek büyük miktarda enerji üretirler. Bununla birlikte, çoğu ökaryot, anaerobik metabolizma ile oksijen yokluğunda bir miktar enerji üretebilir.

Aerobik solunum, oksijen-son elektron alıcısı-suya indirildiğinde sona eren bir dizi oksidasyon-indirgeme reaksiyonundan geçer. Oksijen yokluğunda, bu reaksiyon devam edemez. Bunun yerine, hücreler, son elektron alıcısı olarak piruvat gibi organik bir molekül kullanarak glikoliz sırasında üretilen NADH’yi yeniden üretir. NADH’den NAD⁺ ' yi yeniden oluşturmak için organik bir molekül kullanma işlemine fermantasyon denir.

Reaksiyonun son ürünlerine dayanan iki tür fermantasyon vardır: 1) laktik asit fermantasyonu ve 2) alkol fermantasyonu. Memelilerde, laktik asit fermantasyonu, mitokondri eksikliği nedeniyle aerobik olarak nefes alamayan kırmızı kan hücrelerinde ve ayrıca yorucu egzersiz sırasında iskelet kaslarında gerçekleşir. Ayrıca yoğurtta bulunanlar gibi bazı bakterilerde de görülür. Bu reaksiyonda, piruvat ve NADH laktik asit ve NAD⁺ ’a dönüştürülür.

Alkol fermantasyonu iki aşamalı bir işlemdir. İlk aşamada, piruvat karbon dioksit ve asetaldehite dönüştürülür. İkinci aşamada, asetaldehit bir elektron alıcısı olarak işlev görür ve NADH’nin NAD⁺ ' a eşlik eden dönüşümü ile etanole indirgenir. Genel olarak, alkol fermantasyonu piruvat ve NADH’yi etanol, karbondioksit ve NAD⁺ ’ye dönüştürür. Mayalar, şekerleri karbondioksit ve etanole dönüştürmek için alkol fermantasyonu kullanır. Bu işlem, bira ve şarap gibi alkollü içecekler üretmek için de kullanılır.