Efecto Crabtree
El efecto Crabtree, llamado así por el bioquímico inglés Herbert Grace Crabtree, describe el fenómeno por el cual la levadura, Saccharomyces cerevisiae, produce etanol (alcohol) en condiciones aeróbicas a altas concentraciones externas de glucosa en lugar de producir biomasa a través del ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), el proceso habitual que ocurre aeróbicamente en la mayoría de las levaduras, por ejemplo, Kluyveromyces spp. Este fenómeno se observa en la mayoría de las especies de los géneros Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Debaryomyces, Brettanomyces, Torulopsis, Nematospora, y Nadsonia. El aumento de las concentraciones de glucosa acelera la glucólisis (la descomposición de la glucosa), lo que da como resultado la producción de cantidades apreciables de ATP a través de la fosforilación a nivel de sustrato. Esto reduce la necesidad de fosforilación oxidativa realizada por el ciclo del TCA a través de la cadena de transporte de electrones y, por lo tanto, disminuye el consumo de oxígeno. Se cree que el fenómeno evolucionó como un mecanismo de competencia (debido a la naturaleza antiséptica del etanol) alrededor de la época en que los primeros frutos de la Tierra cayeron de los árboles. El efecto Crabtree funciona reprimiendo la respiración por vía de fermentación, dependiendo del sustrato.
Al principio se pensó que la formación de etanol en levaduras Crabtree-positivas en condiciones estrictamente aeróbicas se debía a la incapacidad de estos organismos de aumentar la tasa de respiración por encima de un valor determinado. Este valor crítico, por encima del cual se produce la fermentación alcohólica, depende de la cepa y de las condiciones de cultivo. Evidencias más recientes demostraron que la aparición de la fermentación alcohólica podría no deberse principalmente a una capacidad respiratoria limitada, sino que podría estar causada por un límite en la tasa de disipación de energía de Gibbs celular.
En el caso de S. cerevisiae en condiciones aeróbicas, las concentraciones de glucosa inferiores a 150 mg/L no dieron lugar a la producción de etanol. Por encima de este valor, el etanol se formó a un ritmo que aumentó hasta una concentración de glucosa de 1000 mg/L. Por tanto, por encima de 150 mg/L de glucosa, el organismo exhibió un efecto Crabtree.
El estudio de las células tumorales condujo al descubrimiento del efecto Crabtree. Las células tumorales tienen un metabolismo similar, el efecto Warburg, en el que favorecen la glucólisis frente a la vía de fosforilación oxidativa.
Referencias
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Más lectura
- Crabtree HG (1928). "El metabolismo de los carbohidratos de ciertos hacinamientos patológicos". Biochem. J. 22 5): 1289–98. doi:10.1042/bj0221289. 1252256. PMID 16744142.