Het glucosemolecuul moet stap voor stap worden afgebroken, omdat het lichaam alleen energie uit glucose in de vorm van ATP kan gebruiken. ATP is een klein molecuul dat gemakkelijk door de cel kan worden getransporteerd en voor energie kan worden gebruikt. Om ATP te produceren, moet glucose eerst worden afgebroken tot kleinere moleculen die kunnen worden gebruikt in de ATP-syntheseroute.

Het proces waarbij glucose stap voor stap wordt afgebroken, wordt glycolyse genoemd. Glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van de cel en bestaat uit tien stappen. De eerste stap is de fosforylatie van glucose om glucose-6-fosfaat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym hexokinase. Glucose-6-fosfaat wordt vervolgens geïsomeriseerd om fructose-6-fosfaat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym fosfoglucomutase.

Fructose-6-fosfaat wordt vervolgens gefosforyleerd om fructose-1,6-bisfosfaat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym fosfofructokinase-1. Fructose-1,6-bisfosfaat wordt vervolgens gesplitst in twee moleculen met drie koolstofatomen, glyceraldehyde-3-fosfaat en dihydroxyacetonfosfaat. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym aldolase.

Glyceraldehyde-3-fosfaat wordt vervolgens geoxideerd om 1,3-bisfosfoglyceraat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase. 1,3-Bisfosfoglyceraat wordt vervolgens gefosforyleerd om 3-fosfoglyceraat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym fosfoglyceraatkinase.

3-fosfoglyceraat wordt vervolgens geïsomeriseerd om 2-fosfoglyceraat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym fosfoglyceraatmutase. 2-Fosfoglyceraat wordt vervolgens gedehydrateerd om fosfoenolpyruvaat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym enolase.

Fosfoenolpyruvaat wordt vervolgens overgebracht naar ADP om ATP en pyruvaat te vormen. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym pyruvaatkinase. Pyruvaat kan vervolgens de citroenzuurcyclus binnengaan, waar het verder wordt geoxideerd om ATP, CO2 en H2O te produceren.

De stapsgewijze afbraak van glucose is noodzakelijk voor het lichaam om op efficiënte wijze energie uit glucose te halen. Als glucose in één keer zou worden afgebroken, zou de cel overweldigd worden door energie en niet in staat zijn deze allemaal te gebruiken. Door glucose stap voor stap af te breken, kan de cel zijn energieproductie zorgvuldig reguleren en indien nodig ATP produceren.