La glicolisi è il primo passo in una serie di processi noti come respirazione cellulare. Lo scopo della respirazione è estrarre energia dai nutrienti e conservarla come adenosina trifosfato (ATP) per un uso successivo. La resa energetica della glicolisi è relativamente bassa, ma in presenza di ossigeno, i prodotti finali della glicolisi possono subire ulteriori reazioni che producono grandi quantità di ATP.
Risultati della glicolisi
La glicolisi converte uno molecola di glucosio in due molecole di piruvato. Il processo in 10 fasi crea un guadagno netto di due ATP e due molecole di nicotinammide adenina dinucleotide (NADH), un importante agente riducente utilizzato da molte diverse reazioni biochimiche. Le condizioni cellulari determinano il destino dei due piruvati mentre escono dalla glicolisi. In assenza di ossigeno, i piruvati vengono fermentati in lattato, che ricicla il NADH nella sua forma ossidante, NAD +. Se l'ossigeno è presente, la cellula può raccogliere molta più energia attraverso la decarbossilazione ossidativa del piruvato e il ciclo dell'acido citrico.
Piruvato all'Incrocio
Una cellula può usare il prodotto della glicolisi, piruvato , in diversi percorsi metabolici oltre alla decarbossilazione. La gluconeogenesi potrebbe rubare i piruvati se la cellula vuole convertire i piruvati in carboidrati. La cellula può anche utilizzare il piruvato per sintetizzare l'amminoacido alanina, nonché l'etanolo, l'acido ossalacetico, l'acido lattico e altri acidi grassi. Diversi fattori regolatori influenzano la quantità di piruvato creato dalla glicolisi. Ad esempio, alte concentrazioni di ATP o l'ormone glucagone inibiscono la glicolisi, mentre l'insulina stimola la produzione di piruvato.
Decarbossilazione del piruvato ossidativo
La presenza di ossigeno consente alla cellula di convertire piruvato in acetile CoA , un coenzima che può produrre energia aggiuntiva nel ciclo dell'acido citrico. La decarbossilazione del piruvato converte anche due molecole NAD + in due NADH e crea anidride carbonica come sottoprodotto. Un enzima complesso, piruvato deidrogenasi, catalizza la decarbossilazione piruvata, che avviene nei mitocondri della cellula. Il processo rimuove innanzitutto una molecola di anidride carbonica dal piruvato e quindi lega il restante gruppo acetile al coenzima A, producendo acetil-CoA che è pronto per l'uso dal ciclo dell'acido citrico.
Ciclo acido citrico
Il ciclo dell'acido citrico, noto anche come ciclo di Krebs, accetta le due molecole di acetil-CoA derivate dalla molecola di glucosio originale sottoposta a glicolisi e piruvato di decarbossilazione. In una serie di 10 passaggi, il ciclo dell'acido citrico produce circa 25 molecole di ATP per glucosio originario, oltre ai due ATP generati dalla glicolisi. La maggior parte degli ATP derivanti dal ciclo dell'acido citrico derivano indirettamente attraverso reazioni di fosforilazione ossidativa secondaria che comportano l'ossidazione di NADH in NAD +.
