Glükolüüs

Glükolüüs, glukozun sitozolde pirüvata dönüştürüldüğü temel bir metabolik yol olarak tanımlanır. Oksijen varlığına bakmaksızın çalışabilir ve enerji üretiminin yanı sıra biyosentez için ara maddeler de sağlar. Neredeyse tüm hücrelerde bulunur; özellikle mitokondriye sahip olmayan kırmızı kan hücreleri bu yol üzerinden enerji üretir.

Glikoliz iki ana faza ayrılır: yatırım fazı ve verim fazı. Başlangıçta glukoz, ATP kullanılarak glukoz-6-fosfata dönüştürülür, sonra glukoz-6-fosfat fruktoz-6-fosfata, daha sonra fruktoz-1,6-bisfosfata çevrilir; bu adım hız sınırlayıcı enzim olan PFK-1 ile düzenlenir. Fruktoz-1,6-bisfosfattan iki üç karbonlu uç olan glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) ve dihidroksiasetonfosfat (DHAP) ayrılır; DHAP, GAP’a dönüşür. GAP, NAD+ ile NADH üreterek 1,3-bisfosfoglycerata (1,3-BPG) dönüştürülür; ardından 1,3-BPG ADP ile ATP üretimi yaparak 3-fosfoglycerat’a (3-PG) ilerler. Ardından 2-PG, PEP ve en son pirüvata dönüşüm gerçekleşir; pirüvat oluşumu sırasında bir miktar ATP doğrudan sentezlenir. Net sonuç, glukoz başına iki ATP ve iki NADH ile iki pirüvat’tır.

Pirüvatanın yolculuğu hücre içi oksijen durumuna bağlı olarak değişir. Aerobik koşullarda pirüvat mitokondriye girer ve asetil-CoA’ya dönüştürülerek sitrik asit döngüsüne girer; oksidatif fosforilasyonla ek ATP üretilir. Anaerobik koşullarda pirüvat laktat’a dönüştürülerek NAD+ yeniden oluşturulur. Farklı dokular, NADH’ı mitokondriaya aktarmak için malat-aspartat veya gliserol-3-fosfat şutlarını kullanır.

Glikoliz, enerji üretiminin yanı sıra pirüvat ve diğer ara maddelerin sentezi için de kaynak oluşturur. Red blood cell’ler gibi bazı hücreler için hayati öneme sahiptir ve Warburg etkisi gibi bazı hastalık durumlarında glikolizin önemi artabilir.