Hücreler makromolekülleri parçalayarak enerji üretir. Hücresel solunum, gıda enerjisini (makromoleküllerin kimyasal bağlarından) adenosin trifosfat (ATP) şeklinde kimyasal enerjiye dönüştüren biyokimyasal bir süreçtir. Bu sıkı düzenlenmiş ve karmaşık sürecin ilk adımı glikolizdir. Glikoliz kelimesi Latince gliko (şeker) ve lizis (parçalama)' dan gelmektedir. Glikoliz iki ana hücre içi fonksiyona hizmet eder: diğer yolaklra beslenmek için ATP ve ara metabolitler üretir. Glikolitik yol, bir heksozu (glikoz gibi altı karbonlu karbonhidrat), piruvat gibi iki trioz molekülüne (üç karbonlu karbonhidrat) ve iki ATP molekülünden (dört üretilen, iki tüketilen) ve iki nikotinamid adenin dinükleotid molekülüne (NADH) dönüştürür.
Glikolizin keşfedilen ilk biyokimyasal yolak olduğunu biliyor muydunuz? 1800'lerin ortalarında Louis Pasteur, mikroorganizmaların oksijen yokluğunda (fermantasyon) glikozun parçalanmasına neden olduğunu belirledi. 1897'de Eduard Buchner, fermantasyon reaksiyonlarının, hücreyi kırarak ve çözünür molekülleri ve organelleri içeren sitoplazmayı toplayarak elde edilen hücre içermeyen maya ekstraktlarında hala gerçekleştirilebileceğini buldu. (Pi)) ve NAD gibi düşük moleküler ağırlıklı (inorganik iyonları ısıya dayanıklı kısmını, ATP, ADP ve koenzim) inorganik fosfat ilavesi olmadan fermantasyon hızı azalttığı ve fermantasyondan sonra enzimlerin hem bir dizi içerecek şekilde tespit hem de bir ısı varlığı duyarlı bileşeni (gerektiren 1905'te kısa bir süre olduğunu keşfetti (Arthur Harden ve William Young bu keşifte rol oynadı). 1940 yılına gelindiğinde, birçok insanın çabasıyla, glikolizin tam yolu Gustav Embden, Otto Meyerhof, Jakub Karol Parnas, ve diğerleritarafından kuruldu. Aslında, glikoliz şimdi EMP yolu olarak bilinir.
Hem aerobik (O2 zengin) hem de anaerobik (O2 eksik) koşullar altında, glikoz bir hücrenin sitozolüne girdiğinde glikoliz başlayabilir. Glikolizin iki ana aşaması vardır. İlk aşama enerji gerektirir ve bir hazırlık aşaması olarak kabul edilir, hücredeki glikozu yakalar ve altı karbonlu omurgayı verimli bir şekilde bölünebilecek şekilde yeniden yapılandırır. İkinci aşama, enerjiyi serbest bırakan ve piruvat üreten geri ödeme aşamasıdır.
Oksijen seviyesine ve mitokondrinin varlığına bağlı olarak, piruvat iki olası kaderden birine sahip olabilir. Aerobik koşullar altında, mitokondri mevcut olduğunda, piruvat mitokondriye girer, sitrik asit döngüsünden geçer ve elektron taşıma zinciri (ETC) CO2, H2O ve hatta daha fazla ATP’ye oksitlenir. Buna karşılık, anaerobik koşullar altında (yani, çalışan kaslar) veya mitokondri eksikliği (yani, prokaryotlar), piruvat laktat fermantasyonuna uğrar (yani, anaerobik koşullarda laktata indirgenir). İlginç bir şekilde, maya ve anaerobik koşullar altındaki bazı bakteriler, alkol fermantasyonu olarak bilinen bir işlemle piruvatı etanol'e dönüştürebilir.
Glikoliz gibi enzim aracılı metabolik yolların sıkı kontrolü ve düzenlenmesi, bir organizmanın düzgün çalışması için kritik öneme sahiptir. Kontrol, substrat sınırlaması veya enzime bağlı düzenleme ile gerçekleştirilir. Substrat sınırlaması, hücredeki substrat ve ürünlerin konsantrasyonu dengeye yakın olduğunda ortaya çıkar. Sonuç olarak, substratın mevcudiyeti reaksiyonun hızını belirler. Enzime bağlı düzenlemede, substrat ve ürünlerin konsantrasyonu dengeden uzaktır. Enzimin aktivitesi, genel yolun akışını kontrol eden reaksiyon hızını belirler. Glikolizde, üç düzenleyici enzim heksokinaz, fosfofruktokinaz ve piruvat kinazdır.
