酒精发酵与果醋发酵中的关键酶
在酒精发酵和果醋发酵这两个连续的生物化学过程中，一系列特定的酶扮演着至关重要的角色。酒精发酵，主要是由酵母菌等微生物完成的，其核心反应是将葡萄糖等六碳糖转化为乙醇和二氧化碳。这个过程中，葡萄糖首先通过糖酵解途径（EMP途径）降解为丙酮酸，此阶段涉及己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶等多种酶。然而，最关键的、标志性的步骤是丙酮酸在丙酮酸脱羧酶的催化下脱羧生成乙醛，随后乙醛在乙醇脱氢酶的催化下，利用糖酵解中产生的NADH被还原为乙醇。因此，丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶是酒精发酵终末步骤的核心酶。
从酒精到醋酸：酶的接力
果醋发酵实质上是醋酸发酵，它以酒精发酵的产物——乙醇为起点。这个过程主要由醋酸菌（如醋酸杆菌属）完成。醋酸菌将乙醇氧化为乙酸（醋酸）并非一步完成，而是通过一个多酶系统进行。首先，乙醇在乙醇脱氢酶的催化下被氧化成乙醛，此酶与酵母中的乙醇脱氢酶功能相反。随后，生成的乙醛在乙醛脱氢酶的催化下，进一步被氧化成最终的产物乙酸。这两个氧化步骤均与细胞膜上的电子传递链偶联，将氢传递给氧气，生成水并释放能量。因此，乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶是醋酸发酵过程中不可或缺的酶。
总结来说，酒精发酵的特征性酶是丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶（还原型），而果醋（醋酸）发酵的特征性酶是乙醇脱氢酶（氧化型）和乙醛脱氢酶。这两个过程通过乙醇这一中间产物巧妙衔接，不同的微生物利用不同的酶系，驱动了从糖到酒、再从酒到醋的完整转化，充分体现了生物催化的专一性与高效性。