У деяких анаеробних бактерій піруват, що утворюється внаслідок гліколізу, перетворюється на етиловий спирт (спиртове бродіння). У чому біологічний сенс цього процесу?

Чому це правильна відповідь

Спиртове бродіння є анаеробним шляхом утилізації пірувату, який забезпечує головну потребу клітини в умовах відсутності кисню — відновлення окисленої форми нікотинамідаденіндинуклеотиду, тобто НАД+. У гліколізі НАД+ є життєво необхідним коферментом для реакції гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази, де він відновлюється до НАДН. Якщо запас НАД+ не буде поновлюватися, гліколіз зупиниться, що позбавить клітину єдиного джерела АТФ в анаеробних умовах. Таким чином, спиртове бродіння є допоміжним шляхом підтримання балансу окисненої та відновленої форм нуклеотиду. У спиртовому бродінні піруват спочатку перетворюється на ацетальдегід за участю піруватдекарбоксилази, а потім ацетальдегід відновлюється до етанолу алкогольдегідрогеназою. На цьому останньому етапі НАДН окиснюється до НАД+, повертаючи кофермент у форму, необхідну для продовження гліколізу. Цей процес відбувається в цитозолі та є критичним для анаеробних організмів, які не мають ефективного транспортного ланцюга електронів. Регуляція підтримання рівня НАД+ фактично визначається швидкістю гліколізу: чим інтенсивніше клітина розщеплює глюкозу, тим більше НАД+ потрібно для реакції гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази. Оскільки в анаеробів немає можливості окиснювати НАДН у мітохондріальній дихальній цепі, спиртове бродіння стає єдиним шляхом підтримки циклу регенерації НАД+. Тому біологічний сенс цього процесу — збереження можливості безперервного гліколізу та отримання мінімально необхідної кількості енергії для існування. Саме поповнення фонду НАД+ пояснює, чому реакції утворення етанолу не спрямовані на значне вироблення енергії: АТФ у цьому шляху не утворюється, бо головною метою є не синтез енергії, а відновлення окисленого коферменту. Без цього клітина втратила б єдине доступне джерело енергії, що зробило б її життєдіяльність неможливою.