Crabtree-Effekt

Der Crabtree-Effekt (nach dem englischen Biochemiker Herbert Grace Crabtree; auch "Glukose-Effekt") ist im Katabolismus der Hefe eine Art "Überlaufreaktion", in der auch unter Anwesenheit von Sauerstoff, d.h. unter aeroben Bedingungen, Ethanol gebildet wird. Dies widerspricht der klassischen Ansicht.

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Wenn die Glukose-Konzentration einen Wert von etwa 1 g/l (0.1 %) übersteigt, setzt dieser Effekt ein. Maßgebend ist die verfügbare respiratorische Kapazität des Organismus. Ist diese ausgeschöpft, so wird das Pyruvat nicht - wie unter aeroben Bedingungen üblich - über Citratzyklus und Elektronentransportkette oxidiert, sondern zu Ethanol reduziert (vergoren). Dieses Phänomen kann somit als Sonderfall des Pasteur-Effektes gesehen werden. Aus folgenden Gründen ist der Crabtree Effekt von wirtschaftlicher Bedeutung:

Hefe (Saccharomyces cerevisiae) ist als Treibmittel zur Herstellung von Backwaren von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Unter den anaeroben Bedingungen der alkoholischen Gärung wandelt sie verschiedene Zucker (Glucose, Saccharose, Fructose, Maltose) auf dem Wege der Glycolyse in Ethanol und Kohlendioxid um. In Anwesenheit von Sauerstoff ist dies normalerweise anders: Zucker werden zu Kohlendioxid und Wasser veratmet, wobei die Energie- und damit auch die Zellausbeute um ein Vielfaches steigen.

Wird allerdings Ethanol unter den Bedingungen des Crabtree-Effekts auch unter aeroben Bedingungen gebildet, so führt dies bei der Produktion von Backhefe zu einer dramatischen Verminderung der Wachstumsrate.