La glicolisi è la respirazione metabolica in 10 fasi del glucosio zuccherino che produce energia chimica per l'uso da parte di una cellula. Gli scienziati considerano la glicolisi un'antica via di respirazione perché può verificarsi in assenza di ossigeno, che è come potrebbe consentire la sopravvivenza dei batteri anaerobi primitivi che hanno preceduto l'atmosfera dell'ossigeno terrestre. L'elenco degli ingredienti per la glicolisi comprende una cellula vivente, enzimi, glucosio e le molecole di trasferimento di energia nicotinammide adenina dinucleotide (NAD +) e adenosina trifosfato (ATP).

Zucchero

L'input di base per la glicolisi è zucchero. Normalmente lo zucchero utilizzato è glucosio, ma gli enzimi possono convertire altri sei zuccheri di carbonio, come il galattosio e il fruttosio, in sostanze intermedie che entrano nella via della glicolisi a valle del punto di partenza del glucosio. Le piante creano glucosio durante la fotosintesi e lo zucchero è disponibile in un'ampia varietà di alimenti direttamente o come amido e cellulosa, che si scompongono in glucosio. Il glucosio si dissolve in acqua e, con l'aiuto di enzimi, può facilmente essere trasportato dentro o fuori una cellula, a seconda delle sue concentrazioni relative su entrambi i lati della membrana cellulare.

Enzimi

Enzimi sono proteine ​​che fungono da catalizzatori per reazioni biochimiche. Gli enzimi riducono l'energia necessaria per guidare una reazione senza essere consumati dal processo. Gli enzimi trasportatori del glucosio aiutano le cellule a importare glucosio, ma il primo enzima all'interno della via della glicolisi è l'esochinasi, che converte il glucosio in glucosio-6-fosfato (G6P). Questo primo passo riduce la concentrazione di glucosio della cellula, aiutando così il glucosio aggiuntivo a diffondersi nella cellula. Il prodotto G6P non si diffonde facilmente fuori dalla cellula, quindi l'esochinasi in effetti blocca una molecola di glucosio per l'uso da parte della cellula. Nove altri enzimi partecipano alla glicolisi.

ATP

L'ATP è un coenzima che immagazzina, trasporta e rilascia energia chimica all'interno delle cellule. Una molecola di ATP contiene tre gruppi fosfato, ciascuno tenuto da un legame ad alta energia. L'ATP produce energia chimica quando gli enzimi rimuovono uno o più gruppi fosfato. Nella reazione inversa, gli enzimi utilizzano l'energia quando aggiungono fosfati ai precursori, determinando la produzione di ATP. La glicolisi usa due molecole di ATP per iniziare, ma produce quattro ATP nell'ultimo passaggio, dando una resa netta di due ATP.

NAD +

NAD + è un coenzima ossidante che accetta elettroni e protoni da altre molecole, creando la forma ridotta NADH. Nella reazione inversa, l'NADH agisce come agente riducente che dona elettroni e protoni quando viene ossidato nel NAD +. NAD + e NADH sono utilizzati in una varietà di percorsi biochimici, compresa la glicolisi, che richiedono un agente ossidante o riducente. La glicolisi utilizza due molecole di NAD + per molecola di glucosio, producendo due NADH e due ioni di idrogeno e due molecole di acqua. Il prodotto finale della glicolisi è il piruvato, che la cellula può ulteriormente metabolizzare per produrre una grande quantità di energia aggiuntiva.