|
La '''glicolìsi'''<ref>{{Cita web|url=https://www.dipionline.it/|titolo=DiPI Online - Dizionario di Pronuncia Italiana|sito=www.dipionline.it|accesso=2022-12-28}}</ref> è un processo [[metabolismo|metabolico]] medianteattraverso il quale, in condizioni di [[anaerobiosi|anaerobiosi non stretta]], una molecola di [[glucosio]] viene scissa in due molecole di [[piruvato]] al fine di generare molecole a più alta energia, come 2 molecole di [[Adenosintrifosfato|ATP]] e 2 molecole di [[NADH]] per ogni molecola di glucosio utilizzata. Il termine deriva dal [[lingua greca|greco antico]], "γλυκύς" (''glykýs''), che significa "«dolce"», e "λύσις" (''lýsis''), che significa "«scissione"».<ref name="NelCox531">{{citaCita |Nelson e Cox |p. 531}}.</ref>
La glicolisi o via di [[Gustav Georg Embden|Embden]]-[[Otto Fritz Meyerhof|Meyerhof]]-[[Jakub Karol Parnas|Parnas]] è il mezzo per ottenere [[Energia chimica|energia]] più sfruttato in natura, soprattutto grazie alla sua anaerobioticità, sebbene non sia il più [[Rendimento (termodinamica)|efficiente]].<ref name="Marini-1985">{{Cita pubblicazione | cognome = Marini | nome = F. |cognome=Marini |coautori = S. Radin; P. Tenchini |anno=1985 |mese=aprile |titolo = [The story of oxygen (2)] | rivista = Chir Ital | volume = 37 | numero = 2 | pagine pp= 129-38 | mese=aprile| anno = 1985 | lingua= en | pmid PMID= 4017137 }}</ref> Probabilmente esso si sviluppò con i primi [[Prokaryota|procarioti]]<ref name="Kasting-1993">{{Cita pubblicazione | cognome = Kasting | nome = JF. |cognome=Kasting |coautori = DH. Eggler; SP. Raeburn; JF. Kasting |anno=1993 titolo |mese=marzo |titolo=Mantle redox evolution and the oxidation state of the Archean atmosphere. |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-geology_1993-03_101_2/page/245 |rivista = J Geol | volume = 101 | numero = 2 | pagine pp= 245-57 | mese=marzo| anno = 1993 | lingua = en | pmid PMID= 11537741 }}</ref><ref name="Ronimus-2003">{{Cita pubblicazione | cognome = Ronimus | nome = RS. |cognome=Ronimus |coautori = HW. Morgan |anno=2003 titolo |mese=ottobre |titolo=Distribution and phylogenies of enzymes of the Embden-Meyerhof-Parnas pathway from archaea and hyperthermophilic bacteria support a gluconeogenic origin of metabolism. | rivista = Archaea | volume = 1 | numero = 3 | pagine pp= 199-221 | mese=ottobre| anno = 2003 | lingua= en | pmid PMID= 15803666 }}</ref> circa 3,5 miliardi di anni fa.<ref>Romano AH, Conway T. (1996) Evolution of carbohydrate metabolic pathways. ''Res Microbiol.'' 147(6-7):448-55 PMID 9084754</ref><ref name="Fothergill-Gilmore-1993">{{Cita pubblicazione |nome=LA. |cognome = Fothergill-Gilmore | nome = LA. | coautori = PA. Michels |anno=1993 |titolo = Evolution of glycolysis. |url=https://archive.org/details/sim_progress-in-biophysics-and-molecular-biology_1993-03_59_2/page/105 |rivista = Prog Biophys Mol Biol | volume = 59 | numero = 2 | pagine pp= 105-235 | anno = 1993 | lingua= en | pmid PMID= 8426905 }}</ref>
In una prima fase del processo avviene che un ragazzo in seguito ad un rapporto riesce a delineare una struttura primaria della cellula capace di scindere due molecole di glucosio e una di fruttosio, iquali avendo la stessa struttura secondaria riescono al meglio a fondere due atomi di acido piruvico a una di di anidride carbonica. composta da cinque passaggi, viene consumata energia (fase di consumo energetico) per ottenere dal glucosio molecole di un derivato del glucosio a più alta energia ([[gliceraldeide-3-fosfato]]), che verranno poi trasformate nella fase successiva, composta di altri cinque passaggi, in molecole nettamente meno energetiche di [[piruvato]], con produzione di energia superiore a quella consumata nella prima fase. Il processo nel suo insieme è quindi di tipo [[catabolismo|catabolico]], cioè in cui molecole più complesse ed energetiche, vengono trasformate in altre più semplici e meno energetiche, con accumulo di energia.
Le reazioni che compongono la glicolisi, ciascuna [[catalisi|catalizzata]] da uno specifico [[enzima]], avvengono nel [[citoplasma]] delle [[cellula|cellule]]; solo in alcuni [[protozoo|protozoi]]<ref name="de Souza-2002">{{Cita pubblicazione |nome=W. |cognome = de Souza |anno=2002 nome |mese= W.dicembre | titolo = Special organelles of some pathogenic protozoa. | rivista = Parasitol Res | volume = 88 | numero = 12 | pagine pp= 1013-25 | mese=dicembre| anno = 2002 | doi = 10.1007/s00436-002-0696-2 | pmid PMID= 12444449 }}</ref> come i ''[[tripanosoma|tripanosomi]]''<ref name="Haanstra-2008">{{Cita pubblicazione | cognome = Haanstra | nome = JR. |cognome=Haanstra |coautori = A. van Tuijl; P. Kessler; W. Reijnders; PA. Michels; HV. Westerhoff; M. Parsons; BM. Bakker |anno=2008 titolo |mese=novembre |titolo=Compartmentation prevents a lethal turbo-explosion of glycolysis in trypanosomes. | rivista = Proc Natl Acad Sci U S A | volume = 105 | numero = 46 | pagine pp= 17718-23 | mese=novembre| anno = 2008 | doi = 10.1073/pnas.0806664105 | pmid PMID= 19008351 }}</ref><ref name="Parsons-2004">{{Cita pubblicazione |nome=M. | cognome = Parsons |anno=2004 nome |mese= M.agosto | titolo = Glycosomes: parasites and the divergence of peroxisomal purpose. | rivista = Mol Microbiol | volume = 53 | numero = 3 | pagine pp= 717-24 | mese=agosto| anno = 2004 | doi = 10.1111/j.1365-2958.2004.04203.x | pmid PMID= 15255886 }}</ref> e ''[[leishmaniosi umana|leishmanie]]''<ref name="Silverman-2008">{{Cita pubblicazione | cognome = Silverman | nome = JM. |cognome=Silverman |coautori = SK. Chan; DP. Robinson; DM. Dwyer; D. Nandan; LJ. Foster; NE. Reiner |anno=2008 |titolo = Proteomic analysis of the secretome of Leishmania donovani. | rivista = Genome Biol | volume = 9 | numero = 2 | pagine pp= R35 | anno = 2008 | doi = 10.1186/gb-2008-9-2-r35 | pmid PMID= 18282296 }}</ref> avvengono in un organulo apposito, chiamato [[glicosoma]].<ref name="Parsons-2001">{{Cita pubblicazione | cognome = Parsons | nome = M. |cognome=Parsons |coautori = T. Furuya; S. Pal; P. Kessler |anno=2001 titolo |mese=giugno |titolo=Biogenesis and function of peroxisomes and glycosomes. | rivista = Mol Biochem Parasitol | volume = 115 | numero = 1 | pagine pp= 19-28 | mesePMID=giugno| anno = 2001 | pmid = 11377736 }}</ref><ref name="Opperdoes-1987">{{Cita pubblicazione |nome=FR. |cognome = Opperdoes | nome anno= FR.1987 | titolo = Compartmentation of carbohydrate metabolism in trypanosomes. |url=https://archive.org/details/sim_annual-review-of-microbiology_1987_41/page/127 |rivista = Annu Rev Microbiol | volume = 41 | pagine pp= 127-51 | anno = 1987 | doi = 10.1146/annurev.mi.41.100187.001015 | pmid PMID= 3120638 }}</ref>
Con il termine 'glicolisi' ci si riferisce di solito alla '''via di Embden-Meyerhof-Parnas''', dai nomi di [[Gustav Embden]],<ref name="Lipmann-1975">{{Cita pubblicazione | cognome = Lipmann | nome = F. |cognome=Lipmann |coautori = G. Embden |anno=1975 |mese=marzo |titolo = Reminiscences of Embden's formulation of the Embden-Meyerhof cycle. | rivista = Mol Cell Biochem | volume = 6 | numero = 3 | pagine pp= 171-5 | mesePMID=marzo| anno = 1975 | pmid = 165399 }}</ref> [[Otto Meyerhof]]<ref name="Kresge-2005">{{Cita pubblicazione | cognome = Kresge | nome = N. |cognome=Kresge |coautori = RD. Simoni; RL. Hill; OF. Meyerhof |anno=2005 titolo|mese=gennaio |titolo= Otto Fritz Meyerhof and the elucidation of the glycolytic pathway. | rivista = J Biol Chem | volume = 280 | numero = 4 | pagine pp= e3 | mesePMID=gennaio| anno = 2005 | pmid = 15665335 }}</ref><ref name="Schweiger-1984">{{Cita pubblicazione | cognome = Schweiger | nome = HG. |cognome=Schweiger |coautori = O. Meyerhof |anno=1984 titolo |mese=novembre |titolo=Otto Meyerhof 1884-1951. | rivista = Eur J Cell Biol | volume = 35 | numero = 2 | pagine pp= 147-8 | mesePMID=novembre| anno = 1984 | pmid = 6394328 }}</ref><ref name="Shampo-1999">{{Cita pubblicazione | cognome = Shampo | nome = MA. |cognome=Shampo |coautori = RA. Kyle; OF. Meyerhof |anno=1999 titolo|mese=gennaio |titolo= Otto Meyerhof--Nobel Prize for studies of muscle metabolism. |url=https://archive.org/details/sim_mayo-clinic-proceedings_1999-01_74_1/page/67 |rivista = Mayo Clin Proc | volume = 74 | numero = 1 | pagine p= 67 | mesePMID=gennaio| anno = 1999 | pmid = 9987536 }}</ref> e [[Jakub Parnas]],<ref name="BADAWCZE-1956">{{Cita pubblicazione | cognome = BADAWCZE | nome = AP. |cognome=BADAWCZE |coautori = JK. PARNAS |anno=1956 |titolo = [Works of Jakub Karol Parnas presented during 1907-1939.] | rivista = Acta Biochim Pol | volume = 3 | numero = 1 | pagine pp= 3-39 | anno PMID= 1956 | pmid = 13338986 }}</ref><ref name="Ostrowski-1986">{{Cita pubblicazione | cognome = Ostrowski | nome = WS. |cognome=Ostrowski |coautori = JK. Parnas |anno=1986 |titolo = [Jakub Karol Parnas: his life and work] | rivista = Postepy Biochem | volume = 32 | numero = 3 | pagine pp= 247-60 | anno PMID= 1986 | pmid = 3554189 }}</ref><ref name="Zielińska-">{{Cita pubblicazione | cognome = Zielińska | nome = Z. |cognome=Zielińska |coautori = JK. Parnas | titolo = Jakub Karol Parnas, 1884-1949. | rivista = Acta Physiol Pol | volume = 38 | numero = 2 | pagine pp= 91-9 | pmid PMID= 3314349 }}</ref> i tre biochimici che maggiormente contribuirono a chiarirne il meccanismo, ma ci si può riferire anche alla [[via di Entner-Doudoroff]] e a varie vie metaboliche eterofermentative e omofermentative.
== Scoperta della glicolisi ==
[[File:Glicolisi.png|thumb|upright=1.6|Il processo glicolitico visto nel suo insieme]]
L'individuazione della via di degradazione dei [[glucidi]] fu uno dei primi grandi temi affrontati nell'[[XIX secolo|Ottocento]] dalla nascente [[biochimica]].<ref name="Coley-2004">{{Cita pubblicazione | cognome = Coley | nome = NG. | titolo = Medical chemists and the origins of clinical chemistry in Britain (circa 1750-1850). | rivista = Clin Chem | volume = 50 | numero = 5 | pagine = 961-72 | mese=maggio| anno = 2004 | doi = 10.1373/clinchem.2003.029645 | pmid = 15105362 }}</ref><ref name="Mani-1981">{{Cita pubblicazione | cognome = Mani | nome = N. | titolo = The historical background of clinical chemistry. | rivista = J Clin Chem Clin Biochem | volume = 19 | numero = 6 | pagine = 311-22 | mese=giugno| anno = 1981 | pmid = 7024459 }}</ref><ref name="Büttner-1980">{{Cita pubblicazione | cognome = Büttner | nome = J. | titolo = From chemistry of life to chemistry of disease: the rise of clinical biochemistry. | rivista = Clin Biochem | volume = 13 | numero = 5 | pagine = 232-5 | mese=ottobre| anno = 1980 | pmid = 6780238 }}</ref> Si può dire che la disciplina si sia sviluppata di pari passo con la scoperta progressiva di dettagli sempre maggiori sulle [[fermentazione|fermentazioni]], di cui la glicolisi è parte integrante.
L'individuazione della via di degradazione dei [[glucidi]] fu uno dei primi grandi temi affrontati nell'[[XIX secolo|Ottocento]] dalla nascente [[biochimica]].<ref name="Coley-2004">{{Cita pubblicazione |nome=NG. |cognome=Coley |anno=2004 |mese=maggio |titolo=Medical chemists and the origins of clinical chemistry in Britain (circa 1750-1850). |url=https://archive.org/details/sim_clinical-chemistry_2004-05_50_5/page/961 |rivista=Clin Chem |volume=50 |numero=5 |pp=961-72 |doi=10.1373/clinchem.2003.029645 |PMID=15105362}}</ref><ref name="Mani-1981">{{Cita pubblicazione |nome=N. |cognome=Mani |anno=1981 |mese=giugno |titolo=The historical background of clinical chemistry. |rivista=J Clin Chem Clin Biochem |volume=19 |numero=6 |pp=311-22 |PMID=7024459}}</ref><ref name="Büttner-1980">{{Cita pubblicazione |nome=J. |cognome=Büttner |anno=1980 |mese=ottobre |titolo=From chemistry of life to chemistry of disease: the rise of clinical biochemistry. |rivista=Clin Biochem |volume=13 |numero=5 |pp=232-5 |PMID=6780238}}</ref> Si può dire che la disciplina si sia sviluppata di pari passo con la scoperta progressiva di dettagli sempre maggiori sulle [[fermentazione|fermentazioni]], di cui la glicolisi è parte integrante.
I primi studi su questi processi iniziarono nell'anno [[1860]], quando [[Louis Pasteur]]<ref name="www.pasteurfoundation.org">{{Cita web | autore = | titolo = :: Pasteur Foundation - The U.S. nonprofit affiliate of the Institut Pasteur :: | url = http://www.pasteurfoundation.org/index.shtml | data = | accesso=11 ottobre 2010 }}</ref><ref name="Haas-1998">{{Cita pubblicazione | cognome = Haas | nome = LF. | coautori = L. Pasteur | titolo = Louis Pasteur (1822-95). | rivista = J Neurol Neurosurg Psychiatry | volume = 64 | numero = 3 | pagine = 330 | mese=marzo| anno = 1998 | pmid = 9527143 }}</ref><ref name="Joaquín Izquierdo-1973">{{Cita pubblicazione | cognome = Joaquín Izquierdo | nome = J. | titolo = [A flash of genius and the work of Louis Pasteur (1822-1895)] | rivista = Gac Med Mex | volume = 100 | numero = 1 | pagine = 79-80 | mese=luglio| anno = 1973 | pmid = 4583346 }}</ref><ref name="Martínez-Palomo-2001">{{Cita pubblicazione | cognome = Martínez-Palomo | nome = A. | coautori = L. Pasteur | titolo = The science of Louis Pasteur: a reconsideration. | rivista = Q Rev Biol | volume = 76 | numero = 1 | pagine = 37-45 | mese=marzo| anno = 2001 | pmid = 11291570 }}</ref> individuò i [[microorganismi]] come responsabili delle fermentazioni.<ref name="gallica.bnf.fr">{{Cita web | autore = | titolo = Oeuvres de Pasteur. Tome 2 / réunies par Pasteur Vallery-Ra... - Gallica | url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k7357p | data = | accesso=11 ottobre 2010 }}</ref> Nel [[1897]] [[Hans Buchner|Hans]] e [[Eduard Buchner]]<ref name="Jaenicke-2007">{{Cita pubblicazione | cognome = Jaenicke | nome = L. | coautori = E. Buchner | titolo = Centenary of the award of a Nobel prize to Eduard Buchner, the father of biochemistry in a test tube and thus of experimental molecular bioscience. | rivista = Angew Chem Int Ed Engl | volume = 46 | numero = 36 | pagine = 6776-82 | anno = 2007 | doi = 10.1002/anie.200700390 | pmid = 17600804 }}</ref><ref name="Kohl-1998">{{Cita pubblicazione | cognome = Kohl | nome = F. | coautori = E. Buchner | titolo = [A milestone of biochemistry and enzyme research. 100 years ago the German physiologist and chemist Eduard Buchner demonstrated "cell-free fermentation" in yeast extracts] | rivista = Dtsch Med Wochenschr | volume = 123 | numero = 25-26 | pagine = 814-7 | mese=giugno| anno = 1998 | doi = 10.1055/s-0029-1233241 | pmid = 9672490 }}</ref><ref name="Kyle-">{{Cita pubblicazione | cognome = Kyle | nome = RA. | coautori = MA. Shampo; E. Buchner | titolo = Eduard Buchner. | rivista = JAMA | volume = 245 | numero = 20 | pagine = 2096 | pmid = 7014942 }}</ref> scoprirono per puro caso che le fermentazioni possono avvenire anche solo in presenza di semplici estratti cellulari<ref>Per ''estratto cellulare'' si intende la raccolta del [[citoplasma]] e di tutto il contenuto di una [[cellula]] in seguito alla sua lisi.</ref>, smentendo il ''dogma'' ipotizzato da Pasteur, secondo cui i processi metabolici fossero possibili solo all'interno di una struttura ''vivente'', come una cellula.<ref name="gallica.bnf.fr"/>
I primi studi su questi processi iniziarono nell'anno [[1860]], quando [[Louis Pasteur]]<ref name="www.pasteurfoundation.org">{{Cita web |url=http://www.pasteurfoundation.org/index.shtml |titolo=:: Pasteur Foundation - The U.S. nonprofit affiliate of the Institut Pasteur :: |accesso=11 ottobre 2010 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20101014093437/http://www.pasteurfoundation.org/index.shtml |dataarchivio=14 ottobre 2010 |urlmorto=sì}}</ref><ref name="Haas-1998">{{Cita pubblicazione |nome=LF. |cognome=Haas |coautori=L. Pasteur |anno=1998 |mese=marzo |titolo=Louis Pasteur (1822-95). |rivista=J Neurol Neurosurg Psychiatry |volume=64 |numero=3 |p=330 |PMID=9527143}}</ref><ref name="Joaquín Izquierdo-1973">{{Cita pubblicazione |nome=J. |cognome=Joaquín Izquierdo |anno=1973 |mese=luglio |titolo=[A flash of genius and the work of Louis Pasteur (1822-1895)] |rivista=Gac Med Mex |volume=100 |numero=1 |pp=79-80 |PMID=4583346}}</ref><ref name="Martínez-Palomo-2001">{{Cita pubblicazione |nome=A. |cognome=Martínez-Palomo |coautori=L. Pasteur |anno=2001 |mese=marzo |titolo=The science of Louis Pasteur: a reconsideration. |url=https://archive.org/details/sim_quarterly-review-of-biology_2001-03_76_1/page/37 |rivista=Q Rev Biol |volume=76 |numero=1 |pp=37-45 |PMID=11291570}}</ref> individuò i [[microorganismi]] come responsabili delle fermentazioni.<ref name="gallica.bnf.fr">{{Cita web |url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k7357p |titolo=Oeuvres de Pasteur. Tome 2 / réunies par Pasteur Vallery-Ra... - Gallica |accesso=11 ottobre 2010 |dataarchivio=4 maggio 2012 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120504144722/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k7357p |urlmorto=no }}</ref> Nel [[1897]] [[Hans Buchner (medico)|Hans]] e [[Eduard Buchner]]<ref name="Jaenicke-2007">{{Cita pubblicazione |nome=L. |cognome=Jaenicke |coautori=E. Buchner |anno=2007 |titolo=Centenary of the award of a Nobel prize to Eduard Buchner, the father of biochemistry in a test tube and thus of experimental molecular bioscience. |rivista=Angew Chem Int Ed Engl |volume=46 |numero=36 |pp=6776-82 |doi=10.1002/anie.200700390 |PMID=17600804}}</ref><ref name="Kohl-1998">{{Cita pubblicazione |nome=F. |cognome=Kohl |coautori=E. Buchner |anno=1998 |mese=giugno |titolo=[A milestone of biochemistry and enzyme research. 100 years ago the German physiologist and chemist Eduard Buchner demonstrated "cell-free fermentation" in yeast extracts] |rivista=Dtsch Med Wochenschr |volume=123 |numero=25-26 |pp=814-7 |doi=10.1055/s-0029-1233241 |PMID=9672490}}</ref><ref name="Kyle-">{{Cita pubblicazione |nome=RA. |cognome=Kyle |coautori=MA. Shampo; E. Buchner |titolo=Eduard Buchner. |rivista=JAMA |volume=245 |numero=20 |p=2096 |PMID=7014942}}</ref> scoprirono per puro caso che le fermentazioni possono avvenire anche solo in presenza di semplici estratti cellulari<ref>Per ''estratto cellulare'' si intende la raccolta del [[citoplasma]] e di tutto il contenuto di una [[cellula]] in seguito alla sua lisi.</ref>, smentendo il ''dogma'' ipotizzato da Pasteur, secondo cui i processi metabolici fossero possibili solo all'interno di una struttura ''vivente'', come una cellula.<ref name="gallica.bnf.fr" />
Nel [[1905]] [[Arthur Harden]]<ref name="Kohler-1974">{{Cita pubblicazione | cognome = Kohler | nome = RE. |cognome=Kohler |coautori = A. Harden A|HARDEN; A. Macfadyen A|MACFADYENanno=1974 | titolo = The background to Arthur Harden's discovery of cozymase. |url=https://archive.org/details/sim_bulletin-of-the-history-of-medicine_spring-1974_48_1/page/22 |rivista = Bull Hist Med | volume = 48 | numero = 1 | pagine pp= 22-40 | anno PMID= 19744370723 |HARDEN; pmidA. =Macfadyen 4370723A |MACFADYEN}}</ref><ref name="Manchester-20002000Pioneer">{{Cita pubblicazione | cognome = Manchester | nome = KL. |cognome=Manchester |coautori = A. Harden |anno=2000 titolo |mese=febbraio |titolo=Arthur Harden: an unwitting pioneer of metabolic control analysis. |url=https://archive.org/details/sim_trends-in-biochemical-sciences_2000-02_25_2/page/n63 |rivista = [[Trends Biochemin SciBiochemical |Sciences]] |volume = 25 | numero = 2 | pagine pp= 89-92 | mesePMID=febbraio| anno = 2000 | pmid = 10664590 }}</ref><ref name="Manchester-20002000Age">{{Cita pubblicazione | cognome = Manchester | nome = KL. |cognome=Manchester |coautori = E. Buchner; AC. Hill; A. Harden |anno=2000 |titolo = Biochemistry comes of age: a century of endeavour. |url=https://archive.org/details/sim_endeavour_2000-03_24_1/page/22 |rivista = Endeavour | volume = 24 | numero = 1 | pagine pp= 22-7 | anno PMID= 2000 | pmid = 10824440 }}</ref> e [[William Young]],<ref name="adbonline.anu.edu.au">{{Cita web | autore url= http://adbonline.anu.edu.au/biogs/A120673b.htm | titolo = Young, William John (1878 - 1942) Biographical Entry - Australian Dictionary of Biography Online |accesso=11 urlottobre 2010 |dataarchivio=23 giugno 2010 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20100623015556/http://adbonline.anu.edu.au/biogs/A120673b.htm | data urlmorto= | accesso=11 ottobre 2010no }}</ref><ref name="www.eoas.info">{{Cita web | autore url= http://www.eoas.info/biogs/P000925b.htm | titolo = Young, William John - Biographical entry - Encyclopedia of Australian Science |accesso=11 urlottobre 2010 |dataarchivio=10 agosto 2011 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110810231557/http://www.eoas.info/biogs/P000925b.htm | data urlmorto= | accesso=11 ottobre 2010no }}</ref> andando più nel dettaglio, individuarono le due frazioni subcellulari necessarie per lo svolgimento di una fermentazione: una frazione [[termosensibilità|termosensibile]] ad alto [[peso molecolare]] (quella contenente gli [[enzima|enzimi]]) ed una non termosensibile a basso peso molecolare (contenente [[adenosindifosfato|ADP]], [[adenosintrifosfato|ATP]], [[Nicotinammide adenina dinucleotide|NAD]]<sup>+</sup> e altri [[cofattore (biologia)|cofattori]]).
Nei primi decenni del [[XX secolo|Novecento]] si studiarono intensamente gli estratti cellulari di [[muscolo|muscoli]] e [[lievito|lieviti]], responsabili delle fermentazioni [[fermentazione lattica|lattica]] ed [[fermentazione alcolica|alcolica]], che si scoprì successivamente condividere la maggior parte degli enzimi e dei metaboliti. Le difficoltà maggiori in questi studi erano essenzialmente legate alla breve [[emivita (farmacologia)|emivita]] degli intermedi metabolici, che impediva di analizzare il processo in maniera ''stabile''. Il ''[[pathway]]'', in ogni caso, fu completamente caratterizzato nel [[1940]], attraverso i contributi vari di Gustav Embden, Otto Meyerhof, Jakub Parnas, [[Carl Neuberg]],<ref name="NORD-1958">{{Cita pubblicazione | cognome = NORD | nome = FF. |cognome=NORD |coautori = C. NEUBERG |anno=1958 |titolo = Carl Neuberg; 1877-1956. | rivista = Adv Carbohydr Chem | volume = 13 | pagine pp= 1-7 | anno PMID= 1958 | pmid = 13605967 }}</ref><ref name="GOTTSCHALK-1956">{{Cita pubblicazione | cognome = GOTTSCHALK | nome = A. |cognome=GOTTSCHALK |coautori = C. NEUBERG |anno=1956 titolo |mese=ottobre |titolo=Prof. Carl Neuberg. | rivista = Nature | volume = 178 | numero = 4536 | pagine pp= 722-3 | mesePMID=ottobre| anno = 1956 | pmid = 13369516 }}</ref><ref name="GRAUER-1957">{{Cita pubblicazione | cognome = GRAUER | nome = AL. |cognome=GRAUER |coautori = C. NEUBERG |anno=1957 titolo |mese=gennaio |titolo=[Carl Neuberg, 1877-1956.] | rivista = Enzymologia | volume = 18 | numero = 1 | pagine pp= 1-2 | mesePMID=gennaio| anno = 1957 | pmid = 13414707 }}</ref> [[Otto Heinrich Warburg|Otto Warburg]]<ref name="Warburg-2010">{{Cita pubblicazione |nome=OH. |cognome = Warburg | nome anno= OH.2010 |mese=novembre |titolo = The classic: The chemical constitution of respiration ferment. |url=https://archive.org/details/sim_clinical-orthopaedics-and-related-research_2010-11_468_11/page/2833 |rivista = Clin Orthop Relat Res | volume = 468 | numero = 11 | pagine pp= 2833-9 | mese=novembre| anno = 2010 | doi = 10.1007/s11999-010-1534-y | pmid PMID= 20809165 }}</ref><ref name="Warburg-1979">{{Cita pubblicazione | cognome = Warburg | nome = O. |cognome=Warburg |coautori = O. Warburg |anno=1979 titolo|mese=marzo |titolo= [Otto Warburg: a biographical essay (author's transl)] | rivista = Seikagaku | volume = 51 | numero = 3 | pagine pp= 139-60 | mesePMID=marzo| anno = 1979 | pmid = 381542 }}</ref><ref name="Brand-2010">{{Cita pubblicazione |nome=RA. | cognome = Brand |anno=2010 nome |mese= RA.novembre | titolo = Biographical sketch: Otto Heinrich Warburg, PhD, MD. |url=https://archive.org/details/sim_clinical-orthopaedics-and-related-research_2010-11_468_11/page/2831 |rivista = Clin Orthop Relat Res | volume = 468 | numero = 11 | pagine pp= 2831-2 | mese=novembre| anno = 2010 | doi = 10.1007/s11999-010-1533-z | pmid PMID= 20737302 }}</ref>, [[Gerty Cori|Gerty]] e [[Carl Cori]].<ref name="YOUNG-1957">{{Cita pubblicazione | cognome = YOUNG | nome = FG. |cognome=YOUNG |coautori = G. CORI |anno=1957 titolo |mese=novembre |titolo=Gerty T. Cori. | rivista = Br Med J | volume = 2 | numero = 5054 | pagine pp= 1183-4 | mesePMID=novembre| anno = 1957 | pmid = 13472084 }}</ref><ref name="HOUSSAY-1956">{{Cita pubblicazione | cognome = HOUSSAY | nome = BA. |cognome=HOUSSAY |coautori = CF. CORI |anno=1956 titolo |mese=aprile |titolo=Carl F. and Gerty T. Cori. | rivista = Biochim Biophys Acta | volume = 20 | numero = 1 | pagine pp= 11-6 | mesePMID=aprile| anno = 1956 | pmid = 13315342 }}</ref><ref name="Simoni-2002">{{Cita pubblicazione | cognome = Simoni | nome = RD. |cognome=Simoni |coautori = RL. Hill; M. Vaughan; CF. Cori; GT. Cori |anno=2002 titolo |mese=luglio |titolo=Carbohydrate Metabolism: Glycogen Phosphorylase and the Work of Carl F. and Gerty T.Cori. 1928-1943. | rivista = J Biol Chem | volume = 277 | numero = 29 | pagine pp= 18e | mesePMID=luglio| anno = 2002 | pmid = 12118037 }}</ref>
== CenniAspetti generali ==
La reazione completa della glicolisi è la seguente:<ref name="NelCox534">{{citaCita |Nelson e Cox |p. 534.}}</ref>
:'''GlucosioC<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 2 NAD<sup>+</sup> + 2 ADP + 2 P<sub>i</sub> → 2 NADH + 2 piruvatoC<sub>3</sub>H<sub>4</sub>O<sub>3</sub> + 2 ATP + 2 H<sub>2</sub>O + 2 H<sup>+</sup>'''.
In tutti gli organismi, che non prevedono ulteriori degradazioni del [[piruvato]], il processo ha una resa energetica di due molecole di [[adenosintrifosfato|ATP]] per ogni molecola di glucosio (Glc) o per qualsiasi altro zucchero esoso degradabile da questa [[via metabolica]].<ref name="Tett298">{{citaCita |Siliprandi e Tettamanti|p. 298.}}</ref> Il [[catabolismo]] glucidico degli organismi che svolgono comunemente le [[fermentazione|fermentazioni]], come i [[Saccharomyces cerevisiae|lieviti]], dunque, si ferma al piruvato (che solitamente viene convertito in altre forme senza che ciò comporti ulteriori ''guadagni'' energetici).
Per gli organismi superiori, come ad esempio i [[mammifero|mammiferi]], la glicolisi è invece solo il ''primo passaggio'' della degradazione degli zuccheri.<ref name="NelCox533">{{citaCita |Nelson e Cox |p. 533.}}</ref> Le due molecole di [[Adenosina trifosfato|ATP]] da essa ottenute sono solo una piccola parte del totale delle molecole di [[Adenosina trifosfato|ATP]] ottenibili a partire da una molecola di glucosio, che possono arrivare fino a 3630/3832.<ref name=Tett298/> Le cellule in grado di svolgere i successivi ''[[pathway]]'' aerobici (come il [[ciclo di Krebs]]), dunque, sono in grado di processare il piruvato, ossidandolo fino ad ottenere [[anidride carbonica]] ed [[acqua]] ([[catena di trasporto degli elettroni]]).<ref>{{citaCita |Nelson e Cox |p. 612.}}</ref> Anche in questi organismi, in ogni caso, la glicolisi può diventare l'unico ''pathway ('',quando vi è carenza d'ossigeno) senza che il piruvato sia ulteriormente ossidato. Ciò può avvenire in caso di sforzo intenso (soprattutto nei tessuti energeticamente più esigenti, come i [[muscolo|muscoli]]): in questo caso, il piruvato viene convertito ad [[acido lattico]] per riconvertire il NADH a NAD<sup>+</sup> e bilanciarne le concentrazioni cellulari.<ref name=NelCox534/>
La glicolisi può essere suddivisa in due fasi: la prima fase è detta ''fase di investimento'', la seconda è la ''fase di rendimento''.
=== Fase di investimento ===
Nella fase di investimento, il glucosio viene [[fosforilazione|fosforilato]] a glucosio-6-fosfato ed infine scisso in due molecole di gliceraldeide-3-fosfato; ciò avviene attraverso l'utilizzo di due molecole di [[Adenosintrifosfato|ATP]]. I primi cinque passaggi della via metabolica, dunque, comportano un consumo netto di energia.<ref name="NelCox535">{{citaCita |Nelson e Cox |p. 535.}}</ref>
{| class="wikitable"
|'''HK'''
|[[Transferasi]]
|<small>Questa fase utilizza [[Adenosina trifosfato|ATP]] per fosforilare il glucosio. Questa reazione presenta una [[energia libera di Gibbs|ΔG]] molto bassa: per questo motivo, la reazione è irreversibile.<br>Necessaria è la presenza di [[Magnesio|Mg]]<sup>2+</sup> il quale rende possibile la reazione sequestrando in un complesso le cariche negative dei fosfati dell'[[Adenosina trifosfato|ATP]].</small><ref name="pmid18726182">{{Cita pubblicazione |autore=Iynedjian PB |anno=2009 |mese=gennaio |titolo=Molecular physiology of mammalian glucokinase |rivista=Cell. Mol. Life Sci. |volume=66 |numero=1 |pp=27-42 |doi=10.1007/s00018-008-8322-9 |PMID=18726182 |pmc=2780631}}</ref>
Necessaria è la presenza di [[Magnesio|Mg]]<sup>2+</sup> il quale rende possibile la reazione sequestrando in un complesso le cariche negative dei fosfati dell'ATP.</small><ref name="pmid18726182">{{Cita pubblicazione | autore = Iynedjian PB | titolo = Molecular physiology of mammalian glucokinase | rivista = Cell. Mol. Life Sci. | volume = 66 | numero = 1 | pagine = 27–42 | anno = 2009 | mese=gennaio| pmid = 18726182 | pmc = 2780631 | doi = 10.1007/s00018-008-8322-9 }}</ref>
|-
|[[#Reazione 2: fosfoglucosio isomerasi|2]]
|'''PGI'''
|[[Isomerasi]]
|<small>Il cambiamento di struttura è ottenuto attraverso una [[reazione redox]], nella quale l'[[aldeidi|aldeide]] viene ridotta ad [[alcoli|alcol]] ed il [[carbonio]] adiacente è ossidato a diventare un [[chetone]]. Sebbene la reazione non abbia una ΔG molto favorevole, è molto efficiente a causa delle basse concentrazioni di fruttosio-6-fosfato, metabolizzato molto velocemente nel passaggio seguente (questo fenomeno è comprensibile per la [[legge di azione di massa]]).</small><ref name="pmid17875708">{{Cita pubblicazione | autore = Yanagawa T, Funasaka T, Tsutsumi S, Hu H, Watanabe H, Raz A |anno=2007 titolo |mese=settembre |titolo=Regulation of phosphoglucose isomerase/autocrine motility factor activities by the poly(ADP-ribose) polymerase family-14 | rivista = Cancer Res. | volume = 67 | numero = 18 | pagine pp= 8682–98682-9 | anno = 2007 | mese=settembre| pmid = 17875708 | doi = 10.1158/0008-5472.CAN-07-1586 |PMID=17875708}}</ref>
|-
|[[#Reazione 3: fosfofruttochinasi|3]]
|'''PFK-1'''
|Transferasi
|<small>In questo passaggio c'è nuovamente dispendio di energia attraverso un'altra molecola di [[Adenosina trifosfato|ATP]]. Tale ''spesa'' può essere giustificata in due modi: il processo glicolitico da qui in poi è irreversibile e l'energia fornita al glucide lo destabilizza.</small><ref name="pmid15170386">{{Cita pubblicazione | autore = Rider MH, Bertrand L, Vertommen D, Michels PA, Rousseau GG, Hue L |anno=2004 titolo |mese=agosto |titolo=6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase: head-to-head with a bifunctional enzyme that controls glycolysis | rivista = Biochem. J. | volume = 381 | numero = Pt 3 | pagine pp= 561–79561-79 | anno doi= 200410.1042/BJ20040752 | mesePMID=agosto| pmid = 15170386 | pmc = 1133864 | doi = 10.1042/BJ20040752 }}</ref>
La reazione è attivata da alti livelli di AMP e Pi (quindi richiesta energetica da parte della cellula) mentre è inibita da alte concentrazioni di [[Adenosina trifosfato|ATP]] e di citrato.
Anche qui è importante la presenza di Mg2Mg<sup>2+</sup>.
|-
|[[#Reazione 4: aldolasi|4]]
| [[Fruttosio 1,6-difosfatobisfosfato]]
|'''F1,6BP'''
|[[Aldolasi]]
|'''ALDO'''
|[[Liasi]]
|<small>La molecola, destabilizzata dalla precedente reazione, è passibile di scissione da parte dell'aldolasi in due molecole glucidiche da tre atomi di carbonio: diidrossiacetone fosfato e [[gliceraldeide 3-fosfato]].</small><ref name="pmid1814134">{{Cita pubblicazione | autore = Kochman M, Dobryszycki P |anno=1991 |titolo = Topography and conformational changes of fructose-1,6-bisphosphate aldolase | rivista = Acta Biochim. Pol. | volume = 38 | numero = 4 | pagine pp= 407–21407-21 | anno PMID= 1991 | pmid = 1814134 }}</ref>
|-
|[[#Reazione 5: trioso fosfato isomerasi|5]]
|'''TPI'''
|Isomerasi
|<small>La trioso fosfato isomerasi converte rapidamente il DHAP in gliceraldeide 3-fosfato.</small><ref name="pmid18604458">{{Cita pubblicazione | autore = Lee JC |anno=2008 titolo |mese=luglio |titolo=Modulation of allostery of pyruvate kinase by shifting of an ensemble of microstates | rivista = Acta Biochim. Biophys. Sin. (Shanghai) | volume = 40 | numero = 7 | pagine pp= 663–9663-9 | anno PMID= 2008 | mese=luglio| pmid = 18604458 | pmc = 2562701 }}</ref>
|-
|}
=== Fase di rendimento ===
Nella seconda fase, quella di rendimento, le due molecole di gliceraldeide-3-fosfato vengono trasformate in due molecole di [[piruvato]] con conseguente produzione di quattro molecole di [[Adenosina trifosfato|ATP]] e due di [[NADH]] (per riduzione del NAD<sup>+</sup>), le quali permettono di rigenerare anche il ''pool'' di molecole riducenti presenti nella cellula. Questa seconda fase, dunque, vede un recupero di energia, che porta l'intero ''pathway'' glicolitico ad un guadagno netto di energia.<ref name="NelCox537">{{citaCita |Nelson e Cox |p. 537.}}</ref>
{| class="wikitable"
!''FaseFas''
!colspan="2"|Substrato
!colspan="2"|Enzima
|'''GAP'''
|[[Ossidoreduttasi]]
|<small>I [[trioso|triosi]] sono [[ossidazione|ossidati]] (attraverso il prelievo di un [[idrogeno]]) e addizionati di un [[fosfato]] inorganico. L'idrogeno viene utilizzato per [[Riduzione (chimica)|ridurre]] due molecole di [[NAD+|NAD<sup>+</sup>]], che diventano NADH + H<sup>+</sup>.</small><ref name="Kalyananda-1987">{{Cita pubblicazione | cognome = Kalyananda | nome = MK. |cognome=Kalyananda |coautori = R. Engel; BE. Tropp |anno=1987 titolo|mese=giugno |titolo= Metabolism of L-glyceraldehyde 3-phosphate in Escherichia coli. |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-bacteriology_1987-06_169_6/page/2488 |rivista = J Bacteriol | volume = 169 | numero = 6 | pagine pp= 2488-93 | mesePMID=giugno| anno = 1987 | pmid = 3294792 }}</ref><ref name="Jeffery-1980">{{Cita pubblicazione |nome=J. |cognome = Jeffery | nome anno= J.1980 | titolo = Kinetic aspects of soluble dehydrogenases requiring nicotinamide coenzymes. | rivista = Experientia Suppl | volume = 36 | pagine pp= 1-39 | anno PMID= 1980 | pmid = 6987074 }}</ref><ref name="Crane-1979">{{Cita pubblicazione | cognome = Crane | nome = FL. |cognome=Crane |coautori = H. Goldenberg; DJ. Morré; H. Löw |anno=1979 |titolo = Dehydrogenases of the plasma membrane. | rivista = Subcell Biochem | volume = 6 | pagine pp= 345-99 | anno PMID= 1979 | pmid = 377585 }}</ref>
|-
|[[#Reazione 7: fosfoglicerato chinasi|7]]
|'''PGK'''
|[[Transferasi]]
|<small>La reazione media la conversione di [[Adenosindifosfato|ADP]] ad [[Adenosina trifosfato|ATP]], attraverso il trasferimento enzimatico di un gruppo fosfato presente sul glucide. È un esempio di [[fosforilazione a livello del substrato]].</small><ref name="Beutler-2007">{{Cita pubblicazione |nome=E. |cognome = Beutler |anno=2007 nome |mese= E.gennaio | titolo = PGK deficiency. | rivista = Br J Haematol | volume = 136 | numero = 1 | pagine pp= 3-11 | mese=gennaio| anno = 2007 | doi = 10.1111/j.1365-2141.2006.06351.x | pmid PMID= 17222195 }}</ref><ref name="Busque-1994">{{Cita pubblicazione | cognome = Busque | nome = L. |cognome=Busque |coautori = DG. Gilliland |anno=1994 |titolo = The PGK-PCR clonality assay (PPCA). | rivista = Methods Mol Biol | volume = 31 | pagine pp= 237-46 | anno = 1994 | doi = 10.1385/0-89603-258-2:237 | pmid PMID= 7921021 }}</ref><ref name="João-1993">{{Cita pubblicazione | cognome = João | nome = HC. |cognome=João |coautori = RJ. Williams |anno=1993 titolo|mese=agosto |titolo= The anatomy of a kinase and the control of phosphate transfer. | rivista = Eur J Biochem | volume = 216 | numero = 1 | pagine pp= 1-18 | mesePMID=agosto| anno = 1993 | pmid = 8365395 }}</ref>
|-
|[[#Reazione 8: fosfoglicerato mutasi|8]]
|'''PGAM'''
|[[Isomerasi]]
|<small>La reazione media lo spostamento del gruppo fosfato dalla posizione 3 alla posizione 2 per disporre lo stesso in posizione più favorevole.</small><ref name="Puttick-2008">{{Cita pubblicazione | cognome = Puttick | nome = J. |cognome=Puttick |coautori = EN. Baker; LT. Delbaere |anno=2008 titolo|mese=gennaio |titolo= Histidine phosphorylation in biological systems. | rivista = Biochim Biophys Acta | volume = 1784 | numero = 1 | pagine pp= 100-5 | mese=gennaio| anno = 2008 | doi = 10.1016/j.bbapap.2007.07.008 | pmid PMID= 17728195 }}</ref><ref name="Jedrzejas-2001">{{Cita pubblicazione | cognome = Jedrzejas | nome = MJ. |cognome=Jedrzejas |coautori = P. Setlow |anno=2001 titolo |mese=marzo |titolo=Comparison of the binuclear metalloenzymes diphosphoglycerate-independent phosphoglycerate mutase and alkaline phosphatase: their mechanism of catalysis via a phosphoserine intermediate. | rivista = Chem Rev | volume = 101 | numero = 3 | pagine pp= 607-18 | mesePMID=marzo| anno = 2001 | pmid = 11712498 }}</ref><ref name="Jedrzejas-2000">{{Cita pubblicazione |nome=MJ. | cognome = Jedrzejas | nome anno= MJ.2000 | titolo = Structure, function, and evolution of phosphoglycerate mutases: comparison with fructose-2,6-bisphosphatase, acid phosphatase, and alkaline phosphatase. | rivista = Prog Biophys Mol Biol | volume = 73 | numero = 2-4 | pagine pp= 263-87 | anno PMID= 2000 | pmid = 10958932 }}</ref>
|-
|[[#Reazione 9: enolasi|9]]
|'''ENO'''
|[[Liasi]]
|<small>unaUna molecola di H2OH<sub>2</sub>O viene rimossa dalla posizione 2 per concentrare ulteriore energia chimica in prossimità del gruppo fosfato.</small><ref name="Gerlt-2005">{{Cita pubblicazione | cognome = Gerlt | nome = JA. |cognome=Gerlt |coautori = PC. Babbitt; I. Rayment |anno=2005 titolo |mese=gennaio |titolo=Divergent evolution in the enolase superfamily: the interplay of mechanism and specificity. | rivista = Arch Biochem Biophys | volume = 433 | numero = 1 | pagine pp= 59-70 | mese=gennaio| anno = 2005 | doi = 10.1016/j.abb.2004.07.034 | pmid PMID= 15581566 }}</ref><ref name="Brewer-1981">{{Cita pubblicazione |nome=JM. | cognome = Brewer | nome anno= JM.1981 | titolo = Yeast enolase: mechanism of activation by metal ions. | rivista = CRC Crit Rev Biochem | volume = 11 | numero = 3 | pagine pp= 209-54 | anno PMID= 1981 | pmid = 7030619 }}</ref>
|-
|[[#Reazione 10: piruvato chinasi|10]]
|'''PK'''
|Transferasi
|<small>Si tratta di un altro esempio di fosforilazione a livello del substrato, che converte una molecola di [[Adenosindifosfato|ADP]] in una di [[Adenosina trifosfato|ATP]], formando [[piruvato]] ('''Pyr''')</small>.<ref name="Lee-2008">{{Cita pubblicazione |nome=JC. |cognome = Lee | nome anno= JC.2008 |mese=luglio |titolo = Modulation of allostery of pyruvate kinase by shifting of an ensemble of microstates. | rivista = Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai) | volume = 40 | numero = 7 | pagine pp= 663-9 | mesePMID=luglio| anno = 2008 | pmid = 18604458 }}</ref><ref name="Roche-2007">{{Cita pubblicazione | cognome = Roche | nome = TE. |cognome=Roche |coautori = Y. Hiromasa |anno=2007 titolo|mese=aprile |titolo= Pyruvate dehydrogenase kinase regulatory mechanisms and inhibition in treating diabetes, heart ischemia, and cancer. |url=https://archive.org/details/sim_cellular-and-molecular-life-sciences_2007-04_64_7-8/page/830 |rivista = Cell Mol Life Sci | volume = 64 | numero = 7-8 | pagine pp= 830-49 | mese=aprile| anno = 2007 | doi = 10.1007/s00018-007-6380-z | pmid PMID= 17310282 }}</ref><ref name="Sugden-2006">{{Cita pubblicazione | cognome = Sugden | nome = MC. |cognome=Sugden |coautori = MJ. Holness |anno=2006 titolo|mese=luglio |titolo= Mechanisms underlying regulation of the expression and activities of the mammalian pyruvate dehydrogenase kinases. | rivista = Arch Physiol Biochem | volume = 112 | numero = 3 | pagine pp= 139-49 | mese=luglio| anno = 2006 | doi = 10.1080/13813450600935263 | pmid PMID= 17132539 }}</ref>
|-
|}
=== Risultato netto della glicolisi ===
La produzione finale del piruvato è necessaria per il [[ciclo di Krebs]] (detto anche ciclo degli acidi tricarbossilici o dell'Acido Citrico), dove vengono prodotti i coenzimi ridotti ([[Nicotinammide adenina dinucleotide|NAD]] ridotto e [[FAD]] ridotto) che, riossidandosi nella catena respiratoria, produrranno molecole di [[Adenosina trifosfato|ATP]].
Il guadagno complessivo della glicolisi risulta essere, pertanto, di due molecole di [[Adenosina trifosfato|ATP]] e due di NADH, come indica la già citata reazione complessiva:<ref name=NelCox534/>
:''Glucosio + 2 NAD<sup>+</sup> + 2 ADP + 2 P<sub>i</sub> → 2 NADH + 2 piruvato + 2 ATP + 2 H<sub>2</sub>O + 2 H<sup>+</sup>''
tale via metabolica si verifica incessantemente nel citosol, pertanto si richiede nel citosol continua disponibilità di glucosio, ADP, Pi e NAD; di glucosio c'è continua disponibilità (via GLUT o dalla glicogenolisi o dalla gluconeogenesi) così pure di ADP e Pi (da varie vie anaboliche) non c'è invece disponibilità di NAD che deve perciò essere rigenerato dall'ossidazione del NADH, che può avvenire grazie al metabolismo mitocondriale (si parla in quel caso di glicolisi [[aerobico|aerobica]]) o tramite la [[riduzione (chimica)|riduzione]] del piruvato a [[lattato]] (trattasi in quel caso di glicolisi [[anaerobio|anaerobica]]).
== Tappe della glicolisi ==
=== Prima parte (Fase di investimento) ===
La prima parte della glicolisi consiste anzitutto nella conversione del [[glucosio]] in glucosio-6-fosfato, tramite l'aggiunta di un gruppo fosfato al carbonio 6, per impedire alla molecolemolecola di uscire dalla cellula. A questo punto il Glucosio-6-fosfato viene trasformato in [[fruttosio 1,6-bisfosfato]]: tale conversione genera di fatto un ''intrappolamento'' della molecola [[glucide|glucidica]] nella [[cellula]] (il [[fosfato]] carica infatti la molecola, impedendole di attraversare la [[membrana cellulare]]).<ref name=NelCox534/> Il fruttosio 1,6-bisfosfato, oltre ad essere una molecola carica, è anche facilmente scindibile in due molecole più piccole da tre atomi di [[carbonio]]: queste due molecole saranno i [[substrato (biochimica)|substrati]] della seconda fase della via metabolica. I passaggi enzimatici della prima fase sono di seguito riportati.
==== Reazione 1: esochinasi ====
{{vedi anche|Esochinasi}}
[[File:Glicolisi 1.jpg|left|thumb|''ΔG'°=-16,7 kJ/mole'']]
Il glucosio intracellulare viene fosforilato per azione dell'enzima esochinasi e trasformato in glucosio-6-fosfato con consumo di una molecola di [[Adenosina trifosfato|ATP]].<ref name=NelCox535/> Questo passaggio è uno dei tre passaggi chiave dell'intero ''pathway'', dal momento che la molecola di glucosio fosforilato, oltre a non poter più uscire dalla membrana cellulare, si destabilizza, diventando più prona a proseguire la via [[catabolismo|catabolica]].
La esochinasi è un enzima la cui attività dipende dalla presenza di [[ione|ioni]] [[magnesio]] ([[Cofattore (biologia)|cofattore]] metallico). Uno ione magnesio bivalente è presente nel [[sito attivo]] dell'enzima ed agisce formando un complesso ternario ''esochinasi-ATP-Mg<sup>2+</sup>''. Ma a differenza di altri enzimi specifici questo ha un'affinità anche per altri zuccheri, come il [[mannosio]] (la sua [[Cinetica di Michaelis-Menten#Costante di Michaelis-Menten|K<sub>M</sub>]] è di circa 10<sup>−6</sup>).<ref name="Garfinkel-1985">{{Cita pubblicazione | cognome = Garfinkel | nome = L. |cognome=Garfinkel |coautori = D. Garfinkel |anno=1985 |titolo = Magnesium regulation of the glycolytic pathway and the enzymes involved. | rivista = Magnesium | volume = 4 | numero = 2-3 | pagine pp= 60-72 | anno PMID= 1985 | pmid = 2931560 }}</ref>
Il glucosio-6-fosfato intracellulare può avere differenti destini. Infatti, nel fegato e nei muscoli può prendere la via della [[glicogenosintesi]] per sintetizzare [[glicogeno]], rispettivamente epatico e muscolare. Inoltre circa il 3% del glucosio intracellulare viene ossidato nella [[via dei pentoso-fosfati]] che è principalmente preposta alla sintesi del [[NADPH]] (NAD-fosfato-ridotto) ed alla sintesi del ribosio-5-fosfato. Il [[Nicotinammide adenina dinucleotide fosfato|NADPH]] viene utilizzato dalla cellula per i propri processi biosintetici; il ribosio-5-fosfato viene utilizzato per la sintesi di tutti i nucleotidi.
==== Reazione 2: fosfoglucosio isomerasi ====
{{vedi anche|Fosfoglucosio isomerasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
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[[File:Glicolisi 2.jpg|thumb|''ΔG'°=+1,7 kJ/mole'']]
</div>
|width="60%" valign="top"|
Il passaggio successivo della glicolisi consiste nella isomerizzazione del glucosio-6-fosfato a [[fruttosio-6-fosfato]]. L'enzima [[fosfoglucosio isomerasi]] (o ''fosfoglucoisomerasi''), anch'esso Mg-dipendente, catalizza questa reazione di conversione di un glucide [[aldoso]] in un [[chetoso]].<ref name=NelCox535/>
Tale reazione, in realtà, richiede più passaggi intermedi di quanti si possano immaginare: l'enzima è infatti in grado di ''aprire'' la struttura ciclica del glucosio (anello a sei atomi di carbonio), isomerizzare la molecola e richiuderla nella struttura ciclica del fruttosio (anello a cinque termini).
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|}
==== Reazione 3: fosfofruttochinasi ====
{{vedi anche|6-fosfofruttochinasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
|width="20%" valign="top"|
[[File:Glicolisi 3.jpg|thumb|''ΔG'°=-14,2 kJ/mole'']]
</div>
|width="60%" valign="top"|
In seguito all'isomerizzazione, il fruttosio 6-fosfato viene sottoposto ad un'altra fosforilazione. L'enzima [[6-fosfofruttochinasi|fosfofruttochinasi1]] catalizza tale reazione fino alla produzione di [[fruttosio-1,6-bisfosfato]]<ref>Il prefisso bis- si riferisce alla presenza di due gruppi fosfato in posizioni diverse; il prefisso di- (usato ad esempio per la molecola di ADP) è invece da evitare in questo caso, perché si riferisce alla presenza di due fosfati nella stessa posizione della molecola.</ref>, trasferendo un fosfato dall'ATP alla posizione 1 della molecola di fruttosio.<ref name=NelCox536>{{cita|Nelson e Cox|p. 536.}}</ref>
In seguito all'isomerizzazione, il fruttosio 6-fosfato viene sottoposto ad un'altra fosforilazione. L'enzima [[6-fosfofruttochinasi|fosfofruttochinasi1]] catalizza tale reazione fino alla produzione di [[fruttosio-1,6-bisfosfato]]<ref>Il prefisso bis- si riferisce alla presenza di due gruppi fosfato in posizioni diverse; il prefisso di- (usato ad esempio per la molecola di [[Adenosindifosfato|ADP]]) è invece da evitare in questo caso, perché si riferisce alla presenza di due fosfati nella stessa posizione della molecola.</ref>, trasferendo un fosfato dall'[[Adenosina trifosfato|ATP]] alla posizione 1 della molecola di fruttosio.<ref name="NelCox536">{{Cita |Nelson e Cox |p. 536.}}</ref>
Anche questa reazione, a causa dell'idrolisi di ATP, non è reversibile. La fosfofruttochinasi è un enzima [[allosteria|allosterico]], Mg2+ dipendente.<ref name="Garfinkel-1985"/> Esso può essere inibito dall'ATP,<ref name=Tett288>{{cita|Tettamanti|p. 288.}}</ref> dal [[citrato]]<ref name=Tett288/> e dal suo prodotto, il fruttosio-1,6-bisfosfato. Viene invece attivato dall'ADP,<ref name=Tett288/> dall'AMP<ref name=Tett288/> e dal fruttosio-2,6-bisfosfato.<ref name=Tett289/> Quest'ultima molecola viene ottenuta per fosforilazione del fruttosio-6-fosfato ad opera di un'altra fosfofruttochinasi, la [[fosfofruttochinasi 2]]. <br/>
Anche questa reazione, a causa dell'idrolisi di [[Adenosina trifosfato|ATP]], non è reversibile. La fosfofruttochinasi è un enzima [[allosteria|allosterico]], Mg<sup>2+</sup> dipendente.<ref name="Garfinkel-1985" /> Esso può essere inibito dall'[[Adenosina trifosfato|ATP]],<ref name="Tett288">{{Cita |Siliprandi e Tettamanti|p. 288.}}</ref> dal [[citrato]]<ref name=Tett288/> e dal suo prodotto, il fruttosio-1,6-bisfosfato. Viene invece attivato dall'[[Adenosindifosfato|ADP]],<ref name=Tett288/> dall'AMP<ref name=Tett288/> e dal fruttosio-2,6-bisfosfato.<ref name=Tett289/> Quest'ultima molecola viene ottenuta per fosforilazione del fruttosio-6-fosfato ad opera di un'altra fosfofruttochinasi, la [[fosfofruttochinasi 2]].<br />
Proprio a causa di questa finissima regolazione, anche la terza fase della glicolisi è uno dei tre passaggi chiave dell'intera via metabolica.
|width="20%" valign="top"|
|}
==== Reazione 4: aldolasi ====
{{vedi anche|Aldolasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
|width="20%" valign="top"|
[[File:Glicolisi 4.jpg|thumb|''ΔG'°=+23,8 kJ/mole'']]
</div>
|width="60%" valign="top"|
Il fruttosio-1,6-bisfosfato prodotto dal precedente passaggio è, di fatto, la versione ''attivata'' vera e propria del glucosio, quindi la glicolisi può avviare la degradazione vera e propria, producendo due triosi aventi un fosfato ciascuno.
La quarta reazione della glicolisi, catalizzata dall'enzima, Mg2Mg<sup>2+</sup> dipendente,<ref name="Garfinkel-1985" /> [[aldolasi]], consiste dunque nella scissione del [[fruttosio-1,6-bisfosfato]] in [[diidrossiacetone fosfato]] e [[gliceraldeide-3-fosfato]].
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|}
==== Reazione 5: trioso fosfato isomerasi ====
{{vedi anche|Trioso fosfato isomerasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
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[[File:Glicolisi 5.jpg|thumb|''ΔG'°=+7,5 kJ/mole'']]
</div>
|width="60%" valign="top"|
L'aldolasi ha scisso l'esoso in due triosi diversi: dal momento che seguire due vie metaboliche differenti per entrambe le molecole ottenute sarebbe energeticamente molto dispendioso, l'evoluzione del ''pathway'' glicolitico ha selezionato un enzima in grado di rendere uniforme la successiva degradazione dei due triosi. La [[trioso fosfato isomerasi]] è infatti l'enzima deputato a convertire il [[diidrossiacetone fosfato]] in [[gliceraldeide-3-fosfato]], il substrato unico del successivo passaggio.<ref name=NelCox536/>
Il ΔG° di reazione, in realtà, è spostato verso la formazione di diidrossiacetone fosfato ma, per la legge di azione di massa, l'equilibrio della reazione è spostato verso destra, dal momento che la concentrazione cellulare di gliceraldeide-3-fosfato è molto bassa (le percentuali risultanti sono 96% di DHAP, 4% di G3P). La gliceraldeide-3-fosfato, infatti, viene velocemente metabolizzata dal passaggio successivo della via metabolica.
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|}
=== Seconda parte (Fase di rendimento) ===
==== Reazione 6: gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi ====
{{vedi anche|Gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi (fosforilante){{!}}Gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
[[File:Glicolisi 6.jpg|thumb|''ΔG'°=+6,2 kJ/mole''<ref name="CamFar505">{{Cita |Campbell e Farrell |p. 505.}}</ref>]]
|-
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[[File:Glicolisi 6.jpg|thumb|''ΔG'°=+6,2 kJ/mole''<ref name=CamFar505>{{cita|Campbell e Farrell|p. 505.}}</ref>]]
</div>
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La [[gliceraldeide-3-fosfato]] viene convertita in [[1,3-bisfosfoglicerato]] dalla [[gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi (fosforilante)|gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi]].
Tale reazione consiste nella somma di due processi: l'ossidazione dell'[[aldeidi|aldeide]] ad [[Acidi carbossilici|acido carbossilico]] mediata dal coenzima [[NADNicotinammide adenina dinucleotide|NAD<sup>+</sup>]] (che si riduce a NADH) e la fosforilazione, (cioè l'attacco di un [[gruppo fosfato]]) al gruppo carbossilico. La prima reazione è abbastanza favorita dal punto di vista termodinamico (ΔG° di circa -43 kJ/mole),<ref name=CamFar505/> mentre la seconda è sfavorita, essendo il suo ΔG° di segno opposto.<ref name=CamFar505/> Se queste due reazioni avvenissero in semplice sequenza, la seconda avrebbe una [[energia di attivazione]] talmente alta da renderla di fatto impossibile. Queste due reazioni, in realtà, vengono accoppiate attraverso l'enzima gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi, che rende dunque la fosforilazione effettivamente possibile.
Il potenziale di ossidazione viene conservato sotto forma di potenziale riducente presente sul NADH, il quale cederà i suoi elettroni alla catena respiratoria per la produzione di molecole di [[Adenosina trifosfato|ATP]]. L'1,3-bifosfoglicerato è un composto ad altissima energia con un ΔG° di idrolisi di circa -49,3 kJ/mole.<ref name="NelCox538">{{citaCita |Nelson e Cox |p. 538.}}</ref>
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|}
==== Reazione 7: fosfoglicerato chinasi ====
{{vedi anche|Fosfoglicerato chinasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
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[[File:Glicolisi 7.jpg|thumb|''ΔG'°=-18,5 kJ/mole'']]
</div>
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La settima tappa della glicolisi consiste nell'inizio della vera e propria fase di recupero, che consiste nella produzione di ATP. Attraverso l'enzima, Mg2<sup>+</sup> dipendente,<ref name="Garfinkel-1985"/> [[fosfoglicerato chinasi]], infatti, l'[[1,3-bisfosfoglicerato]] cede un gruppo fosfato ad un ADP, che così viene ricaricato ad ATP. Questo genere di produzione di ATP è definita [[fosforilazione a livello del substrato]], dal momento che la molecola donatrice, l'1,3-bisfosfoglicerato, è un substrato ad alto potenziale di trasferimento di un gruppo fosfato.
La settima tappa della glicolisi consiste nell'inizio della vera e propria fase di recupero, che consiste nella produzione di [[Adenosina trifosfato|ATP]]. Attraverso l'enzima, Mg<sup>2+</sup> dipendente,<ref name="Garfinkel-1985" /> [[fosfoglicerato chinasi]], infatti, l'[[1,3-bisfosfoglicerato]] cede un gruppo fosfato ad un [[Adenosindifosfato|ADP]], che così viene ricaricato ad [[Adenosina trifosfato|ATP]]. Questo genere di produzione di [[Adenosina trifosfato|ATP]] è definita [[fosforilazione a livello del substrato]], dal momento che la molecola donatrice, l'1,3-bisfosfoglicerato, è un substrato ad alto potenziale di trasferimento di un gruppo fosfato.
Come avviene per la [[esochinasi]], anche la fosforilazione di ADP deve avvenire lontano dall'ambiente acquoso. Per questo motivo la fosfoglicerato chinasi è dotata di una ''tasca'' in grado di riparare i substrati dall'ambiente esterno.
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Come avviene per la [[esochinasi]], anche la fosforilazione di [[Adenosindifosfato|ADP]] deve avvenire lontano dall'ambiente acquoso. Per questo motivo la fosfoglicerato chinasi è dotata di una ''tasca'' in grado di riparare i substrati dall'ambiente esterno.
|}
==== Reazione 8: fosfoglicerato mutasi ====
{{vedi anche|Fosfoglicerato mutasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
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[[File:Glicolisi 8.jpg|thumb|''ΔG'°=+4,4 kJ/mole'']]
</div>
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Le ultime tre reazioni della glicolisi consistono nella conversione del [[3-fosfoglicerato]] in [[piruvato]], attraverso una concomitante conversione di un'altra molecola di ADP in ATP.
Le ultime tre reazioni della glicolisi consistono nella conversione del [[3-fosfoglicerato]] in [[piruvato]], attraverso una concomitante conversione di un'altra molecola di [[Adenosindifosfato|ADP]] in [[Adenosina trifosfato|ATP]].
La prima reazione è un [[reazione di riarrangiamento|riarrangiamento]]. La posizione del gruppo fosfato viene cambiata dal [[carbonio]] in posizione 3 a quello in posizione 2, attraverso la catalisi della [[fosfoglicerato mutasi]]<ref name=NelCox541>{{cita|Nelson e Cox|p. 541.}}</ref> (come le altre mutasi, si tratta di un enzima coinvolto nel riarrangiamento interno delle molecole). La reazione, tuttavia, non consiste in un semplice spostamento.
La prima reazione è un [[reazione di riarrangiamento|riarrangiamento]]. La posizione del gruppo fosfato viene cambiata dal [[carbonio]] in posizione 3 a quello in posizione 2, attraverso la catalisi della [[fosfoglicerato mutasi]]<ref name="NelCox541">{{Cita |Nelson e Cox |p. 541.}}</ref> (come le altre mutasi, si tratta di un enzima coinvolto nel riarrangiamento interno delle molecole). La reazione, tuttavia, non consiste in un semplice spostamento.
L'enzima, infatti, lavora innanzitutto come una [[fosfatasi]], rimuovendo il fosfato in posizione 3 da una molecola di [[2,3-bisfosfoglicerato]] e generando il prodotto [[2-fosfoglicerato]]. Tale fosfato rimane legato ad un residuo di [[istidina]] dell'enzima e viene successivamente attaccato alla molecola di [[3-fosfoglicerato]] (il substrato della reazione), che così rigenera il 2,3-bisfosfoglicerato.<ref name=NelCox541/> L'enzima, dunque, necessita di una quantità di 2,3-bisfosfoglicerato perché il residuo di istidina, indispensabile per la reazione, sia sempre fosforilato.<ref name=NelCox541/>
L'enzima coinvolto è anch'esso magnesio-dipendente.<ref name=NelCox541/>
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|}
==== Reazione 9: enolasi ====
{{vedi anche|Enolasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
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[[File:Glicolisi 9.jpg|thumb|''ΔG'°=+1,8 kJ/mole'']]
</div>
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La penultima reazione è essenzialmente una disidratazione del [[2-fosfoglicerato]] che porta alla formazione di [[fosfoenolpiruvato]], un composto ad alta energia, ed [[acqua]]. Questa disidratazione, catalizzata dall'enzima [[enolasi]],<ref name="HOLT-1961">{{Cita pubblicazione | cognome = HOLT | nome = A. |cognome2= WOLD |nome2= F. | titolo = The isolation and characterization of rabbit muscle enolase. | rivista = J Biol Chem | volume = 236 | pagine = 3227-31 | mese=dicembre| anno = 1961 | PMID = 13908561 }}</ref> innalza notevolmente il potenziale di trasferimento del gruppo fosfato. Se il ΔG°´ di idrolisi di un fosfato legato ad un [[Alcoli|alcol]] è infatti di circa - 13 kJ mol<sup>−1</sup>, quello del fosfoenolpiruvato raggiunge i - 62 kJ mol<sup>−1</sup>.<ref name=NelCox542>{{cita|Nelson e Cox|p. 542.}}</ref> Tale valore è dovuto alla forte instabilità della forma enolica della molecola, che cessa solo quando essa raggiunge una più stabile forma chetonica (ovvero il [[piruvato]]).
La penultima reazione è essenzialmente una disidratazione del [[2-fosfoglicerato]] che porta alla formazione di [[fosfoenolpiruvato]], un composto ad alta energia, ed [[acqua]]. Questa disidratazione, catalizzata dall'enzima [[enolasi]],<ref name="HOLT-1961">{{Cita pubblicazione |nome=A. |cognome=HOLT |nome2=F. |cognome2=WOLD |anno=1961 |mese=dicembre |titolo=The isolation and characterization of rabbit muscle enolase. |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-biological-chemistry_1961-12_236_12/page/3227 |rivista=J Biol Chem |volume=236 |pp=3227-31 |PMID=13908561}}</ref> innalza notevolmente il potenziale di trasferimento del gruppo fosfato. Se il ΔG°´ di idrolisi di un fosfato legato ad un [[Alcoli|alcol]] è infatti di circa - 13 kJ mol<sup>−1</sup>, quello del fosfoenolpiruvato raggiunge i - 62 kJ mol<sup>−1</sup>.<ref name="NelCox542">{{Cita |Nelson e Cox |p. 542.}}</ref> Tale valore è dovuto alla forte instabilità della forma enolica della molecola, che cessa solo quando essa raggiunge una più stabile forma chetonica (ovvero il [[piruvato]]).
L'enolasi è una [[liasi]]<ref name="Sanguinetti-1978">{{Cita pubblicazione | cognome = Sanguinetti | nome = F. |cognome2= Dompé |nome2= M. |cognome3= Mantovani |nome3= S. | titolo = [Circadian rhythms in urinary coproporphyrin and delta-aminolevulinic acid] | rivista = Ann Ist Super Sanita | volume = 14 | numero = 3 | pagine = 601-5 | anno = 1978 | PMID = 755411 }}</ref> la cui attività è stimolata da [[manganese]] o da [[magnesio]]<ref name="Hanlon-1969">{{Cita pubblicazione | cognome = Hanlon | nome = DP. |cognome2= Westhead |nome2= EW. | titolo = Kinetic studies on the activation of yeast enolase by divalent cations. | rivista = Biochemistry | volume = 8 | numero = 11 | pagine = 4255-60 | mese=novembre| anno = 1969 | PMID = 5353098 }}</ref><ref name="Hamilton-1977">{{Cita pubblicazione | cognome = Hamilton | nome = IR. | titolo = Effects of fluoride on enzymatic regulation of bacterial carbohydrate metabolism. | rivista = Caries Res | volume = 11 Suppl 1 | pagine = 262-91 | anno = 1977 | PMID = 318573 }}</ref>
|width="20%" valign="top"|
L'enolasi è una [[liasi]]<ref name="Sanguinetti-1978">{{Cita pubblicazione |nome=F. |cognome=Sanguinetti |nome2=M. |cognome2=Dompé |nome3=S. |cognome3=Mantovani |anno=1978 |titolo=[Circadian rhythms in urinary coproporphyrin and delta-aminolevulinic acid] |rivista=Ann Ist Super Sanita |volume=14 |numero=3 |pp=601-5 |PMID=755411}}</ref> la cui attività è stimolata da [[potassio]] e/o da [[magnesio]]<ref name="Hanlon-1969">{{Cita pubblicazione |nome=DP. |cognome=Hanlon |nome2=EW. |cognome2=Westhead |anno=1969 |mese=novembre |titolo=Kinetic studies on the activation of yeast enolase by divalent cations. |rivista=Biochemistry |volume=8 |numero=11 |pp=4255-60 |PMID=5353098}}</ref><ref name="Hamilton-1977">{{Cita pubblicazione |nome=IR. |cognome=Hamilton |anno=1977 |titolo=Effects of fluoride on enzymatic regulation of bacterial carbohydrate metabolism. |rivista=Caries Res |volume=11 Suppl 1 |pp=262-91 |PMID=318573}}</ref>
|}
==== Reazione 10: piruvato chinasi ====
{{vedi anche|Piruvato chinasi}}
{|style="background:none" width="100%" cellspacing="8" cellpadding="0"
|-
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[[File:Glicolisi 10,2.jpg|thumb|''ΔG'°=-31,4 kJ/mole'']]
</div>
|width="60%" valign="top"|
Nell'ultima tappa il [[fosfoenolpiruvato]], ad opera della [[piruvato chinasi]], [[Magnesio|Mg]]<sup>2+</sup> dipendente,<ref name="Garfinkel-1985">{{Cita pubblicazione | cognome = Garfinkel | nome = L. |cognome2= Garfinkel |nome2= D. | titolo = Magnesium regulation of the glycolytic pathway and the enzymes involved. | rivista = Magnesium | volume = 4 | numero = 2-3 | pagine = 60-72 | anno = 1985 | PMID = 2931560 }}</ref> viene anzitutto idrolizzato in enolpiruvato. Il gruppo fosfato viene ceduto ad un ADP per formare ATP. L'energia necessaria alla produzione di ATP proviene dalla conversione dell'enolpiruvato in piruvato, reazione fortemente esoergonica. La forma enolica del piruvato possiede infatti un potenziale energetico alto ma è molto instabile, quindi tramite una tautomeria cheto-enolica, con la dislocazione degli elettroni dall'atomo di ossigeno all'atomo di carbonio, viene trasformato in piruvato.
Nell'ultima tappa il [[fosfoenolpiruvato]], ad opera della [[piruvato chinasi]], [[Magnesio|Mg]]<sup>2+</sup> dipendente,<ref name="Garfinkel-1985" /> viene anzitutto idrolizzato in enolpiruvato. Il gruppo fosfato viene ceduto ad un [[Adenosindifosfato|ADP]] per formare [[Adenosina trifosfato|ATP]]. L'energia necessaria alla produzione di ATP proviene dalla conversione dell'enolpiruvato in piruvato, reazione fortemente esoergonica. La forma enolica del piruvato possiede infatti un potenziale energetico alto ma è molto instabile, quindi tramite una [[tautomeria cheto-enolica]], con la dislocazione degli elettroni dall'atomo di ossigeno all'atomo di carbonio, viene trasformato in piruvato.
La piruvato chinasi è un enzima fortemente regolato: esso viene infatti inibito da acidi grassi, citrato e ATP, ovvero i suoi prodotti ([[Retroazione (natura)|feedback]]).<ref name=Tett294>{{cita|Tettamanti|p. 294.}}</ref> Un tale controllo ''a valle'' garantisce che l'ATP venga prodotto solo in caso di effettivo bisogno. Esiste anche una regolazione ''a monte'' attuata dal fruttosio 1-6 bisfosfato, il quale annulla l'inibizione (regolazione feed-forward).<ref name=Tett294/>
La piruvato chinasi è un enzima fortemente regolato: esso viene infatti inibito da acidi grassi, citrato e [[Adenosina trifosfato|ATP]], ovvero i suoi prodotti ([[Retroazione (natura)|feedback]]).<ref name="Tett294">{{Cita |Siliprandi e Tettamanti|p. 294.}}</ref> Un tale controllo ''a valle'' garantisce che l'ATP venga prodotto solo in caso di effettivo bisogno. Esiste anche una regolazione ''a monte'' attuata dal fruttosio 1-6 bisfosfato, il quale annulla l'inibizione (regolazione feed-forward).<ref name=Tett294/>
Il piruvato è il prodotto finale della glicolisi e, a seconda degli organismi e delle condizioni fisiologiche, può andare incontro a diversi destini, tra cui la sua trasformazione in [[acetil-CoA]] tramite la [[Decarbossilazione ossidativa del piruvato|decarbossilazione ossidativa]].
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|}
== Ingresso nel ''pathway'' di esosi alternativi al glucosio ==
=== Ingresso del fruttosio ===
La maggior parte del fruttosio ingerito con la dieta<ref name="Lustig-2010">{{Cita pubblicazione |nome=RH. |cognome = Lustig | nome anno= RH.2010 |mese=settembre |titolo = Fructose: metabolic, hedonic, and societal parallels with ethanol. | rivista = J Am Diet Assoc | volume = 110 | numero = 9 | pagine pp= 1307-21 | mese=settembre| anno = 2010 | doi = 10.1016/j.jada.2010.06.008 | pmid PMID= 20800122 }}</ref> è metabolizzato a livello [[fegato|epatico]], attraverso il cosiddetto ''pathway del fruttosio-1-fosfato''. L'enzima [[fruttochinasi]], infatti, [[fosforilazione|fosforila]] il fruttosio, producendo una molecola di ''fruttosio-1-fosfato''.<ref name="Tett344">{{citaCita |Siliprandi e Tettamanti|p. 344.}}</ref> Tale molecola è successivamente convertita in una di [[diidrossiacetone fosfato]], un intermedio della glicolisi, ed una di [[gliceraldeide]], attraverso una specifica [[aldolasi]] (la ''fruttosio-1-fosfato aldolasi''). La gliceraldeide viene ulteriormente fosforilata da una [[chinasi]] (la ''trioso chinasi'') a diventare [[gliceraldeide-3-fosfato]]<ref name=Tett344/>, che può entrare nel ''pathway'' glicolitico assieme al diidrossiacetone fosfato.
Un'altra via per l'ingresso del fruttosio può essere la sua [[fosforilazione]] a [[fruttosio-6-fosfato]] attraverso l'enzima [[esochinasi]].<ref name=Tett344/> In ogni caso, l'affinità del glucosio per l'enzima è 20 volte maggiore del fruttosio. Nel fegato viene prodotta una ridottissima quantità di fruttosio-6-fosfato,<ref name=Tett344/> perché il glucosio che vi si trova è molto più abbondante del fruttosio. Allo stesso modo, il glucosio viene immediatamente ''intrappolato'' anche nei muscoli, sempre attraverso la [[esochinasi]]. Per questi motivi, tessuti meno metabolicamente attivi come il [[tessuto adiposo]] si trovano a metabolizzare maggiormente il [[fruttosio]], l'[[esoso]] a cui sono maggiormente esposti. La formazione di fruttosio-6-fosfato, non più inibito competitivamente dal glucosio, è così maggiormente favorita in questi tessuti.<ref name=Tett344/>
=== Ingresso del galattosio ===
Non esistono ''pathway'' in grado di metabolizzare il [[galattosio]], così la strategia cellulare per la sua degradazione consiste nella sua conversione a glucosio. La molecola viene più precisamente convertita in [[glucosio-6-fosfato]], attraverso i quattro passaggi del cosiddetto ''pathway di interconversione glucosio-galattosio''.
* Nella prima reazione il galattosio viene convertito dall'enzima [[galattochinasi]] in galattosio-1-fosfato.<ref name="NelCox547">{{citaCita |Nelson e Cox |p. 547.}}</ref>
* Il galattosio-1-fosfato viene legato ad una molecola di [[uridina]], a partire da una molecola di [[uridindifosfato|UDP]]-glucosio (UDP-glucose), un intermedio della sintesi del [[glicogenosintesi|glicogeno]]. I prodotti di questa reazione sono il glucosio-1-fosfato ed una molecola di UDP-galattosio. Tale reazione è catalizzata dalla galattosio-1-fosfato uridil transferasi.<ref name=NelCox547/>
* Lo scheletro dell'UDP-galattosio è dunque [[epimero|epimerizzato]] a UDP-glucosio. La configurazione dell'[[ossidrile]] in posizione 4 viene invertita dall'enzima UDP-galattosio 4-epimerasi<ref name=NelCox547/> (noto anche come galattowaldenasi o semplicemente waldenasi, dal nome del chimico Paul Walden).
La [[esochinasi]] è inibita da elevate concentrazioni di [[glucosio-6-fosfato]], il prodotto da essa generato in seguito alla [[fosforilazione]] del [[glucosio]]. Tale inibizione è necessaria per prevenire l'accumulo di questo metabolita nella cellula nei casi in cui la velocità di flusso complessiva del ''pathway'' è bassa. Il glucosio entrato nella cellula, infatti, fintantoché non viene processato dalla esochinasi, è libero di diffondere nuovamente verso il circolo sanguigno (rendendosi disponibile eventualmente ad altri distretti dell'organismo), a differenza di quanto avviene per il glucosio-6-fosfato, carico e dunque impossibilitato a passare la membrana. Un suo eccessivo accumulo, inoltre, causerebbe un elevato rigonfiamento della cellula per [[osmosi]].
Nelle cellule epatiche, il glucosio-6-fosfato in eccesso viene accumulato come [[glicogeno]]. In queste cellule, come già detto, non è presente la comune esochinasi, ma la [[glucochinasi]].<ref name="Iynedjian-2009">{{Cita pubblicazione |nome=PB. |cognome = Iynedjian | nome anno= PB.2009 |mese=gennaio |titolo = Molecular physiology of mammalian glucokinase. | rivista = Cell Mol Life Sci | volume = 66 | numero = 1 | pagine pp= 27-42 | mese=gennaio| anno = 2009 | doi = 10.1007/s00018-008-8322-9 | pmid PMID= 18726182 }}</ref> Essa non viene inibita dal G6P, dunque può continuare a produrlo liberamente, dal momento che l'eccesso viene indirizzato a diventare glicogeno. Questo meccanismo è fondamentale nei casi in cui la [[glicemia]] è alta<ref name="Pal-2009">{{Cita pubblicazione |nome=M. |cognome = Pal | nome anno= M.2009 |mese=agosto |titolo = Recent advances in glucokinase activators for the treatment of type 2 diabetes. | rivista = Drug Discov Today | volume = 14 | numero = 15-16 | pagine pp= 784-92 | mese=agosto| anno = 2009 | doi = 10.1016/j.drudis.2009.05.013 | pmid PMID= 19520181 }}</ref> (ad esempio al termine di un pasto), ma anche quando la glicemia è molto bassa (a digiuno), dal momento che il glicogeno può essere nuovamente convertito a glucosio-6-fosfato entrando nella via glicolitica oppure tornando a glucosio (attraverso l'enzima glucosio-6-fosfatasi), che viene re-immesso nel circolo sanguigno.
=== Controllo della fosfofruttochinasi ===
La [[6-fosfofruttochinasi|fosfofruttochinasi]]<ref name="Bolaños-2010">{{Cita pubblicazione | cognome = Bolaños | nome = JP. |cognome=Bolaños |coautori = A. Almeida; S. Moncada |anno=2010 titolo|mese=marzo |titolo= Glycolysis: a bioenergetic or a survival pathway? | rivista = [[Trends Biochemin SciBiochemical Sciences]] | volume = 35 | numero = 3 | pagine pp= 145-9 | mese=marzo| anno = 2010 | doi = 10.1016/j.tibs.2009.10.006 | pmid PMID= 20006513 }}</ref> è probabilmente il più importante sito di controllo del ''pathway'', dal momento che si trova immediatamente a valle del punto di ingresso nella via metabolica degli [[esosi]] alternativi al glucosio (come [[fruttosio]] e [[galattosio]]).<ref name="Michels-2006">{{Cita pubblicazione | cognome = Michels | nome = PA. |cognome=Michels |coautori = DJ. Rigden |anno=2006 titolo|mese=marzo |titolo= Evolutionary analysis of fructose 2,6-bisphosphate metabolism. | rivista = IUBMB Life | volume = 58 | numero = 3 | pagine pp= 133-41 | mese=marzo| anno = 2006 | doi = 10.1080/15216540600688280 | pmid PMID= 16766380 }}</ref><ref name="Wegener-2002">{{Cita pubblicazione | cognome = Wegener | nome = G. |cognome=Wegener |coautori = U. Krause |anno=2002 titolo|mese=aprile |titolo= Different modes of activating phosphofructokinase, a key regulatory enzyme of glycolysis, in working vertebrate muscle. | rivista = Biochem Soc Trans | volume = 30 | numero = 2 | pagine pp= 264-70 | mese=aprile| anno = 2002 | doi = 10.1042/bst0300264 | pmid PMID= 12023862 }}</ref>
Alti livelli di [[Adenosina trifosfato|ATP]]<ref name=Tett288/> inibiscono la fosfofruttochinasi, riducendone l'affinità per il [[fruttosio-6-fosfato]]. Questo effetto viene raggiunto attraverso il legame dell'[[Adenosina trifosfato|ATP]] a specifiche regioni di [[allosteria|regolazione allosterica]] (distinte dai siti catalitici). L'[[Adenosinmonofosfato|AMP]] ha invece l'effetto opposto, attivando l'enzima.<ref name=Tett288/> Per questo motivo, l'attività della fosfofruttochinasi è saldamente legata al bilancio cellulare di [[Adenosina trifosfato|ATP]]/AMP,<ref name="Tett289">{{citaCita |Siliprandi e Tettamanti|p. 289.}}</ref> che può essere a buon ragione inteso come la ''riserva corrente di energia cellulare'', a cui le vie energetiche come la glicolisi sono tenute ad adattarsi.
Dal momento che la glicolisi è anche una fonte di scheletri carboniosi per la biosintesi, un controllo a ''[[feedback negativo]]'' della glicolisi viene anche da molecole come il [[citrato]]: questa molecola, infatti, è in grado di aumentare l'effetto inibitorio esercitato dall'[[Adenosina trifosfato|ATP]] sull'enzima.<ref name=Tett288/> Il citrato, infatti, è un intermedio precoce del [[ciclo di Krebs]]: un alto livello di citrato, dunque, implica un'alta quantità cellulare di precursori biosintetici.
Anche i bassi livelli di [[pH]] inibiscono l'attività della fosfofruttochinasi, prevenendo così una eccessiva produzione di [[acido lattico]], in grado di generare un crollo ulteriore del pH, condizione molto grave per l'organismo.
Il fruttosio 2,6-bisfosfato è infine un potente attivatore della fosfofruttochinasi (in particolare della fosfofruttochinasi-1).<ref name=Tett289/> Tale molecola viene prodotta dalla [[fosforilazione]] del [[fruttosio-6-fosfato]] da parte della fosfofruttochinasi-2. Questo secondo enzima è inattivo qualora i livelli di [[Adenosina monofosfato ciclico|cAMP]] siano alti, correlando così la via glicolitica al sistema [[ormone|ormonale]].<ref name=Tett289/> Sia il [[glucagone]] che l'[[adrenalina]], infatti, generano alti livelli di cAMP e bassi di fruttosio 2,6-bisfosfato: ciò conduce nel fegato ad una elevata [[gluconeogenesi]], in grado di rendere disponibile per l'organismo grandi quantità di glucosio.<ref name="Tett290">{{citaCita |Siliprandi e Tettamanti|p. 290.}}</ref>
=== Controllo della piruvato chinasi ===
{{vedi anche|Glucagone|Insulina}}
La [[piruvato chinasi]] è l'enzima che catalizza la terza reazione irreversibile della via metabolica, che produce [[Adenosina trifosfato|ATP]] e [[piruvato]], l'intermedio metabolico centrale per una successiva ossidazione o per numerosi ''pathway'' [[anabolismo|anabolici]]. Esistono tre isoforme dell'enzima nei [[mammiferi]]: il ''tipo L'' è predominante nel [[fegato]], il ''tipo M'' nel [[muscolo]] e nel [[cervello]] e il ''tipo A'' negli altri tessuti.<ref name=Tett298/>
TuttoTutte le forme appena descritte, legano il [[fosfoenolpiruvato]] [[legame cooperativo|cooperativamente]]. Il [[fruttosio-1,6-bisfosfato]], il prodotto della precedente reazione irreversibile, è in grado di attivare questi isoenzimi. L'[[Adenosina trifosfato|ATP]] invece, come avviene anche per la [[6-fosfofruttochinasi|fosfofruttochinasi]], inibisce [[allosteria|allostericamente]] entrambe le isoforme, riducendo la velocità della glicolisi.<ref name="Patel-2006">{{Cita pubblicazione | cognome = Patel | nome = MS. |cognome=Patel |coautori = LG. Korotchkina |anno=2006 titolo |mese=aprile |titolo=Regulation of the pyruvate dehydrogenase complex. | rivista = Biochem Soc Trans | volume = 34 | numero = Pt 2 | pagine pp= 217-22 | mese=aprile| anno = 2006 | doi = 10.1042/BST20060217 | pmid PMID= 16545080 }}</ref> Anche l'[[alanina]], prodotta in un solo passaggio a partire dal piruvato, inibisce allostericamente entrambe le isoforme (segnalando in questo caso l'abbondanza di amminoacidi per la [[sintesi proteica]]).
La regolazione delle due isoforme differisce invece a livello della loro suscettibilità alle modificazioni [[legame covalente|covalenti]].<ref>{{Cita pubblicazione | cognome = Sugden | nome = MC. |cognome=Sugden |coautori = MJ. Holness |anno=2003 titolo|mese=maggio |titolo= Recent advances in mechanisms regulating glucose oxidation at the level of the pyruvate dehydrogenase complex by PDKs. | rivista = Am J Physiol Endocrinol Metab | volume = 284 | numero = 5 | pagine pp= E855-62 | mese=maggio| anno = 2003 | doi = 10.1152/ajpendo.00526.2002 | pmid PMID= 12676647 }}</ref> Le proprietà catalitiche del ''tipo L'' possono essere modulate anche da una [[fosforilazione]] reversibile. Se c'è una bassa [[glicemia]], infatti, il [[glucagone]], i [[glucocorticoidi]] e le [[catecolamine]] sono in grado di innalzare i livelli cellulari di [[Adenosina monofosfato ciclico|cAMP]], inducendo la fosforilazione della piruvato chinasi.<ref name="Jitrapakdee-1999">{{Cita pubblicazione | cognome = Jitrapakdee | nome = S. |cognome=Jitrapakdee |coautori = JC. Wallace |anno=1999 titolo |mese=maggio |titolo=Structure, function and regulation of pyruvate carboxylase. | rivista = Biochem J | volume = 340 ( Pt 1) | pagine pp= 1-16 | mese=maggio| anno = 1999 | lingua= en | pmid PMID= 10229653 }}</ref> Questa fosforilazione, così come il controllo della fosfofruttochinasi legato al fruttosio-2,6-bisfosfato impedisce al fegato di consumare inutilmente glucosio, soprattutto se è necessario nei muscoli o nel cervello (nei quali infatti non si verifica alcuna inibizione della piruvato chinasi in caso di bassa glicemia).<ref name="Noguchi-1990">{{Cita pubblicazione |nome=T. |cognome = Noguchi |anno=1990 nome |mese= T.agosto | titolo = [Regulation of pyruvate kinase gene expression and its clinical application] | rivista = Rinsho Byori | volume = 38 | numero = 8 | pagine pp= 868-75 | mese=agosto| anno = 1990 | lingua= en | pmid PMID= 2232246 }}</ref>
== Aumento della glicolisi nei tumori ==
In condizioni [[anaerobiosi|anaerobiche]], la glicolisi è l'unico meccanismo in grado di fornire rapidamente [[Adenosintrifosfato|ATP]] (attraverso le [[fermentazione|fermentazioni]] tipiche dei batteri e dei lieviti anaerobici). In ogni caso, nell'uomo la glicolisi è accoppiata alla respirazione aerobica. In presenza di ossigeno, il [[mitocondrio]] internalizza il [[piruvato]], ossidandolo ulteriormente ad ottenere CO<sub>2</sub> e [[acqua]]. Per questo motivo, l'attività glicolitica nei [[mammiferi]] è minore di quella dei microrganismi anaerobici: il numero di molecole di [[Adenosina trifosfato|ATP]] che possono essere ottenute dalla ossidazione completa del piruvato, infatti, è 18-19 volte maggiore di quello proveniente dalla sola glicolisi.<ref name=Tett298/>
Le cellule [[tumore|tumorali]] possono presentare livelli di attività glicolitica<ref name="Bittner-2010">{{Cita pubblicazione | cognome = Bittner | nome = CX. |cognome=Bittner |coautori = A. Loaiza; I. Ruminot; V. Larenas; T. Sotelo-Hitschfeld; R. Gutiérrez; A. Córdova; R. Valdebenito; WB. Frommer; LF. Barros |anno=2010 |titolo = High resolution measurement of the glycolytic rate. | rivista = Front Neuroenergetics | volume = 2 | anno = 2010 | doi = 10.3389/fnene.2010.00026 | pmid PMID= 20890447 }}</ref> fino a 200 volte superiori a quelli dei tessuti sani, anche in presenza di grandi concentrazioni di ossigeno. Ciò può essere spiegato attraverso un elevato consumo locale di ossigeno, che ne genera concretamente una carenza nelle cellule tumorali,<ref name="Diaz-Ruiz-2010">{{Cita pubblicazione |nome=R. | cognome = Diaz-Ruiz | nome = R. | coautori = M. Rigoulet; A. Devin |anno=2010 titolo |mese=settembre |titolo=The Warburg and Crabtree effects: On the origin of cancer cell energy metabolism and of yeast glucose repression. | rivista = Biochim Biophys Acta | mese=settembre| anno = 2010 | doi = 10.1016/j.bbabio.2010.08.010 | pmid PMID= 20804724 }}</ref> con conseguente innalzamento dei livelli di glicolisi.
Questo fenomeno, è stato descritto per la prima volta nel [[1930]] da [[Otto Heinrich Warburg|Otto Warburg]]:<ref name="Warburg-1927">{{Cita pubblicazione | cognome = Warburg | nome = O. |cognome=Warburg |coautori = F. Wind; E. Negelein |anno=1927 |mese=marzo |titolo = THE METABOLISM OF TUMORS IN THE BODY. | rivista = J Gen Physiol | volume = 8 | numero = 6 | pagine pp= 519-30 | mesePMID=marzo| anno = 1927 | pmid = 19872213 }}</ref> ed è quindi per questo motivo vieneche ancora definitoè comechiamato ''effetto Warburg''. L'interruttore glicolitico dell'effetto Warburg osservato nei tessuti maligni è attivato dal danno ossidativo mitocondriale e/o dall'attivazione di fattori di trascrizione redox-sensibili, che si traduce in un aumento della resistenza delle cellule agli ossidanti.<ref name="Pani-2010">{{Cita pubblicazione | cognome = Pani | nome = G. |cognome=Pani |coautori = T. Galeotti; P. Chiarugi |anno=2010 titolo |mese=giugno |titolo=Metastasis: cancer cell's escape from oxidative stress. | rivista = Cancer Metastasis Rev | volume = 29 | numero = 2 | pagine pp= 351-78 | mese=giugno| anno = 2010 | doi = 10.1007/s10555-010-9225-4 | pmid PMID= 20386957 }}</ref>
In ogni caso, ciò è stato spiegato anche dalla presenza in quantità maggiori di una particolare forma di [[esochinasi]] legata ai mitocondri, che genera un aumento dell'attività glicolitica senza che l'ossigeno sia necessariamente consumato<ref>[{{Cita web |url=http://www.pnas.org/cgi/reprint/74/9/3735 |titolo=Bustamante and Pedersen, High Aerobic Glycolysis of Rat Hepatoma Cells in Culture: Role of Mitochondrial Hexokinase, PNAS, 2005, 74 (9): 3735] |accesso=3 settembre 2006 |dataarchivio=4 maggio 2008 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20080504082337/http://www.pnas.org/cgi/reprint/74/9/3735 |urlmorto=no }}</ref>; l'esochinasi e più in generale l'effetto Warburg potrebbe diventare un target per un'efficace terapia dei tumori.<ref name="Mathupala-2009">{{Cita pubblicazione | cognome = Mathupala | nome = SP. |cognome=Mathupala |coautori = YH. Ko; PL. Pedersen |anno=2009 |mese=febbraio |titolo = Hexokinase-2 bound to mitochondria: cancer's stygian link to the "Warburg Effect" and a pivotal target for effective therapy. | rivista = Semin Cancer Biol | volume = 19 | numero = 1 | pagine pp= 17-24 | mese=febbraio| anno = 2009 | doi = 10.1016/j.semcancer.2008.11.006 | pmid PMID= 19101634 }}</ref><ref name="Chen-2007">{{Cita pubblicazione | cognome = Chen | nome = Z. |cognome=Chen |coautori = W. Lu; C. Garcia-Prieto; P. Huang |anno=2007 |mese=giugno |titolo = The Warburg effect and its cancer therapeutic implications. | rivista = J Bioenerg Biomembr | volume = 39 | numero = 3 | pagine pp= 267-74 | mese=giugno| anno = 2007 | doi = 10.1007/s10863-007-9086-x | pmid PMID= 17551814 }}</ref><ref name="Pelicano-2006">{{Cita pubblicazione | cognome = Pelicano | nome = H. |cognome=Pelicano |coautori = DS. Martin; RH. Xu; P. Huang |anno=2006 titolo |mese=agosto |titolo=Glycolysis inhibition for anticancer treatment. | rivista = Oncogene | volume = 25 | numero = 34 | pagine pp= 4633-46 | mese=agosto| anno = 2006 | doi = 10.1038/sj.onc.1209597 | pmid PMID= 16892078 }}</ref><ref name="Serkova-2005">{{Cita pubblicazione | cognome = Serkova | nome = N. |cognome=Serkova |coautori = LG. Boros |anno=2005 |titolo = Detection of resistance to imatinib by metabolic profiling: clinical and drug development implications. | rivista = Am J Pharmacogenomics | volume = 5 | numero = 5 | pagine pp= 293-302 | anno PMID= 2005 | pmid = 16196499 }}</ref><ref name="Xu-2005">{{Cita pubblicazione | cognome = Xu | nome = RH. |cognome=Xu |coautori = H. Pelicano; Y. Zhou; JS. Carew; L. Feng; KN. Bhalla; MJ. Keating; P. Huang |anno=2005 |mese=gennaio |titolo = Inhibition of glycolysis in cancer cells: a novel strategy to overcome drug resistance associated with mitochondrial respiratory defect and hypoxia. | rivista = Cancer Res | volume = 65 | numero = 2 | pagine pp= 613-21 | mesePMID=gennaio| anno = 2005 | pmid = 15695406 }}</ref>
Recentemente è stato visto che nei soggetti diabetici v'è un aumento dell'incidenza dei tumori per un incremento della produzione di chetoni, che insieme al lattato si comportano da combustibile per le cellule tumorali e le metastasi per un ''effetto Warbur inverso''.<ref>{{Cita pubblicazione | cognome = Bonuccelli | nome = G. |cognome=Bonuccelli |coautori = A. Tsirigos; D. Whitaker-Menezes; S. Pavlides; RG. Pestell; B. Chiavarina; PG. Frank; N. Flomenberg; A. Howell; UE. Martinez-Outschoorn; F. Sotgia |anno=2010 titolo |mese=settembre |titolo=Ketones and lactate "fuel" tumor growth and metastasis: Evidence that epithelial cancer cells use oxidative mitochondrial metabolism. | rivista = Cell Cycle | volume = 9 | numero = 17 | pagine pp= 3506-14 | mesePMID=settembre| anno = 2010 | pmid = 20818174 }}</ref>
Il vantaggio biologico che le cellule tumorali acquisiscono con questo tipo di metabolismo non è del tutto chiaro, ma sembra che l'''effetto Warburg'' serva in realtà tutte le cellule proliferanti come adattamento per agevolare la diffusione e l'incorporazione di sostanze nutritive nella biomassa (ad esempio, i nucleotidi, aminoacidi e [[lipidi]]) necessari per produrre una nuova cellula.<ref name="Vander Heiden-2009">{{Cita pubblicazione |nome=MG. |cognome = Vander Heiden | nome = MG. | coautori = LC. Cantley; CB. Thompson |anno=2009 |mese=maggio |titolo = Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation. | rivista = Science | volume = 324 | numero = 5930 | pagine pp= 1029-33 | mese=maggio| anno = 2009 | doi = 10.1126/science.1160809 | pmid PMID= 19460998 }}</ref>
Questo effetto ha delle conseguenze molto rilevanti in alcune applicazioni biomediche. L'elevata glicolisi delle cellule tumorali, infatti, può essere utilizzato come fattore diagnostico di un tumore, come fattore per la valutazione di efficacia del trattamento, nonché per una esatta localizzazione della massa tumorale attraverso tecniche di [[Imaging biomedico|imaging]]<ref name="www.ncbi.nlm.nih.gov">{{Cita web | autore url= https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=micad&part=DOTA-pHLIP64Cu | titolo = 64Cu-1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7-Tris-acetic acid-10-maleimidoethylacetamide-ACEQNPIYWARYADWLFTTPLLLLDLALLVDADEGTG -- Molecular Imaging and Contrast Agent Database (MICAD) -- NCBI Bookshelf |accesso=12 urlottobre 2010 |dataarchivio=27 settembre 2009 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20090927050501/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=micad&part=DOTA-pHLIP64Cu | data urlmorto= | accesso=12 ottobre 2010no }}</ref> mediate da un radiotracciante per [[Tomografia a emissione di positroni|PET]]<ref name="Robey-2008">{{Cita pubblicazione | cognome = Robey | nome = IF. |cognome=Robey |coautori = RM. Stephen; KS. Brown; BK. Baggett; RA. Gatenby; RJ. Gillies |anno=2008 titolo|mese=agosto |titolo= Regulation of the Warburg effect in early-passage breast cancer cells. | rivista = Neoplasia | volume = 10 | numero = 8 | pagine pp= 745-56 | mesePMID=agosto| anno = 2008 | pmid = 18670636 }}</ref><ref name="Kelloff-2005">{{Cita pubblicazione | cognome = Kelloff | nome = GJ. |cognome=Kelloff |coautori = JM. Hoffman; B. Johnson; HI. Scher; BA. Siegel; EY. Cheng; BD. Cheson; J. O'shaughnessy; KZ. Guyton; DA. Mankoff; L. Shankar |anno=2005 titolo|mese=aprile |titolo= Progress and promise of FDG-PET imaging for cancer patient management and oncologic drug development. | rivista = Clin Cancer Res | volume = 11 | numero = 8 | pagine pp= 2785-808 | mese=aprile| anno = 2005 | doi = 10.1158/1078-0432.CCR-04-2626 | pmid PMID= 15837727 }}</ref> come il [[fluorodesossiglucosio]]<ref name="Bustamante-1977">{{Cita pubblicazione | cognome = Bustamante | nome = E. |cognome=Bustamante |coautori = PL. Pedersen |anno=1977 |mese=settembre |titolo = High aerobic glycolysis of rat hepatoma cells in culture: role of mitochondrial hexokinase. | rivista = Proc Natl Acad Sci U S A | volume = 74 | numero = 9 | pagine pp= 3735-9 | mesePMID=settembre| anno = 1977 | pmid = 198801 }}</ref> (un substrato modificato della [[esochinasi]]).
== Malattie metaboliche ==
Nell'[[aciduria combinata malonica e metilmalonica]] (CMAMMA) dovuta alla carenza di [[ACSF3]], la glicolisi è ridotta del -50%, che ha la sua causa nella ridotta [[Modificazione post traduzionale|lipolilazione]] degli enzimi mitocondriali, tra cui il [[Piruvato deidrogenasi (complesso enzimatico)|complesso della piruvato deidrogenasi]] e il [[Ossoglutarato deidrogenasi|complesso della alfa-chetoglutarato deidrogenasi]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Zeinab|cognome=Wehbe|nome2=Sidney|cognome2=Behringer|nome3=Khaled|cognome3=Alatibi|data=2019-11-01|titolo=The emerging role of the mitochondrial fatty-acid synthase (mtFASII) in the regulation of energy metabolism|rivista=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids|volume=1864|numero=11|pp=1629-1643|doi=10.1016/j.bbalip.2019.07.012|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1388198119301349}}</ref>
== Note ==
{{<references|2}}/>
== Bibliografia ==
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* V. Donald, Voet Judith G. e Pratt Charlotte W., ''Fondamenti di biochimica'', Bologna, Zanichelli, 2001 ISBN 88-08-09151-1
* RHV. GarretDonald, CMVoet GrishamJudith G. e Pratt Charlotte W., ''PrincipiFondamenti di Biochimicabiochimica'', PadovaBologna, Ed. PICCINZanichelli, 20042001 ISBN 88-29908-169309151-51.
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* {{Bibliografia|Nelsoncita e Coxlibro|Nelson autore=David L. e Cox Nelson|autore2=Michael M., ''Cox|titolo=Principi di biochimica'', |città=Bologna, |editore=Zanichelli, |anno=2002 |ISBN =88-08-09035-3|cid=Nelson e Cox}}
* {{Bibliografia|Tettamanticita libro|autore=Noris Siliprandi &|autore2=Guido Tettamanti, ''|titolo=Biochimica medica'',Ed. |editore=Piccin |anno=2005|ISBN =978-88-299-1750-1|cid=Siliprandi e Tettamanti}}
== Voci correlate ==
== Altri progetti ==
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== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* [http://www.muscolab.net/biologia/cellula/glicolisi.htm Glicolisi]
* {{Cita web |url=http://www.muscolab.net/biologia/cellula/glicolisi.htm |titolo=Glicolisi |accesso=11 settembre 2007 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20070829150128/http://www.muscolab.net/biologia/cellula/glicolisi.htm |dataarchivio=29 agosto 2007 |urlmorto=sì}}
* [http://www.my-personaltrainer.it/GLUCOSIO.htm Glicolisi e ciclo di Krebs (con animazioni)]
* {{Cita web |url=http://www.my-personaltrainer.it/GLUCOSIO.htm |titolo=Glicolisi e ciclo di Krebs (con animazioni) |http://www.my-personaltrainer.it/GLUCOSIO.htm |Glicolisi e ciclo di Krebs (con animazioni)}}
* [http://www.pianetachimica.it/mol_mese/mol_mese_2004/02_Glicolisi/Glicolisi_1_ita.html Gli enzimi della glicolisi]
* {{Cita web |url=http://www.pianetachimica.it/mol_mese/mol_mese_2004/02_Glicolisi/Glicolisi_1_ita.html |titolo=Gli enzimi della glicolisi |http://www.pianetachimica.it/mol_mese/mol_mese_2004/02_Glicolisi/Glicolisi_1_ita.html |Gli enzimi della glicolisi}}
* {{en}} [http://www.whfreeman.com/stryerbiochem5/ Berg Jeremy M., Tymoczko John L. and Stryer Lubert ''Biochemistry - Fifth Edition'' - W. H. Freeman and Company]
* {{Cita web |url=http://www.whfreeman.com/stryerbiochem5/ |titolo=Berg Jeremy M., Tymoczko John L. and Stryer Lubert ''Biochemistry - Fifth Edition'' - W. H. Freeman and Company |lingua=en |accesso=29 luglio 2006 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20061029114500/http://www.whfreeman.com/stryerbiochem5/ |dataarchivio=29 ottobre 2006 |urlmorto=sì}}
** {{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=stryer.section.2206#top Le tappe della via metabolica]
** {{en}}Cita [httpweb |url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=stryer.section.22452206#2246top Il|titolo=Le controllotappe della glicolisi]via metabolica |lingua=en}}
* {{Cita web |url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=stryer.section.2245#2246 |titolo=Il controllo della glicolisi |lingua=en}}
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