Glycolyse is de 10-staps metabole ademhaling van de suikerglucose die chemische energie oplevert voor gebruik door een cel. Wetenschappers beschouwen glycolyse als een oude ademhalingsroute omdat deze kan plaatsvinden in afwezigheid van zuurstof, wat de overlevingskans zou kunnen zijn van primitieve anaërobe bacteriën die ouder zijn dan de zuurstofatmosfeer van de aarde. De ingrediëntenlijst voor glycolyse omvat een levende cel, enzymen, glucose en de energieoverdrachtsmoleculen nicotinamide adenine dinucleotide (NAD +) en adenosinetrifosfaat (ATP).

Suikergehalte

De basisingang voor glycolyse is suiker. Normaal gesproken is de gebruikte suiker glucose, maar enzymen kunnen andere zes-koolstofsuikers, zoals galactose en fructose, omzetten in intermediaire stoffen die stroomafwaarts van het startpunt voor glucose de glycolyseweg binnentreden. Planten creëren glucose tijdens fotosynthese en de suiker is direct beschikbaar in een breed scala aan voedingsmiddelen of als zetmeel en cellulose, die in glucose uiteenvallen. Glucose lost op in water en kan, met behulp van enzymen, gemakkelijk in of uit een cel worden getransporteerd, afhankelijk van de relatieve concentraties aan weerszijden van een celmembraan.

Enzymen

Enzymen zijn eiwitten die werken als katalysatoren voor biochemische reacties. Enzymen verlagen de energie die nodig is om een ​​reactie aan te drijven zonder dat het door het proces wordt opgebruikt. Glucose transporter enzymen helpen cellen glucose te importeren, maar het eerste enzym binnen de glycolyseweg is hexokinase, dat glucose omzet in glucose-6-fosfaat (G6P). Deze eerste stap verlaagt de glucoseconcentratie van de cel, waardoor extra glucose in de cel diffundeert. Het G6P-product diffundeert niet gemakkelijk uit de cel, dus hexokinase vergrendelt in feite een glucosemolecule voor gebruik door de cel. Negen andere enzymen nemen deel aan glycolyse.

ATP

ATP is een co-enzym dat chemische energie in cellen opslaat, transporteert en vrijgeeft. Een ATP-molecule bevat drie fosfaatgroepen, elk gehouden door een hoge energiebinding. ATP levert chemische energie op wanneer enzymen één of meer fosfaatgroepen verwijderen. In de omgekeerde reactie gebruiken enzymen energie bij het toevoegen van fosfaten aan precursoren, wat resulteert in de productie van ATP. Glycolyse gebruikt twee ATP-moleculen om aan de gang te komen, maar produceert bij de laatste stap vier ATP's, wat een nettorendement van twee ATP's oplevert.

NAD +

NAD + is een oxiderend co-enzym dat elektronen en protonen accepteert van andere moleculen, waardoor de gereduceerde vorm NADH ontstaat. In de omgekeerde reactie fungeert NADH als een reductiemiddel dat elektronen en protonen doneert wanneer het wordt geoxideerd in NAD +. NAD + en NADH worden gebruikt in een verscheidenheid van biochemische routes, waaronder glycolyse, waarvoor een oxidatie- of reductiemiddel nodig is. Glycolyse gebruikt twee moleculen NAD + per glucosemolecuul, waarbij twee NADH's worden geproduceerd, evenals twee waterstofionen en twee moleculen water. Het eindproduct van glycolyse is pyruvaat, dat de cel verder kan metaboliseren om een ​​grote hoeveelheid extra energie te produceren.