2 mooli püruvaadi täielik oksüdatsioon TCA tsükli vahendusel võimaldab saada veel täiendavalt ca 23 mooli ATPd. Seega saadakse 1 mooli glükoosi täielikul oksüdatsioonil CO2ks ja H2Oks kokku 28-30 mooli ATPd.) Glükolüüsi reaktsioonid Glükolüüsi rada on vastavalt reaktsioonide energeetikale jaotatav kaheks faasiks. Esimeses faasis tarbitakse energiat ATP kujul, teine faas on energiat salvestav. Esimeses faasis kasutatakse 2 ATPd glükoosi konverteerimisel fruktoos 1,6- bisfosfaadiks (F1,6BP). Teises faasis degradeeritakse F1,6BP kaheks püruvaadiks, sellega kaasneb 4 ATP ja 2 NADH teke. 1. Heksokinaasi reaktsioon. ATP sõltuv glükoosi fosforüülimine glükoos-6-fosfaadiks (G6P) on glükolüüsi raja esimene reaktsioon. Seda reaktsiooni katalüüsivad koespetsiifilised isoensüümid heksokinaasid. Fosforüülimisel on mitu eesmärki. Esiteks konverteeritakse laenguta glükoos aniooniks, mis on lõksustatud rakku, sest rakkudel puudub fosforüülitud
vaheühendid. Tüübid: fosforüülimised kinaaside reaktsioonid, isomerisatsioonid, aldolaasi reaktsioon C-C sideme katkemine, redoksreaktsioon, dehüdratatsioon. Heksokinaas ATPst sõltuv glükoosi fosforüülimine glükoos-6-fosfaadiks (glükolüüsi raja I reakts.) Glükoos-6-fosfaadi isomeraas II reaktsioon. G6P konverteeritakse fruktoos-6-fosfaadiks. Fosfofruktokinaas-1 III reaktsioon. ATP energiat kasutatakse F6P konverteerimisel fruktoos-1,6- bisfosfaadiks. Katalüüsib fosfofruktokinaas-1. Aldolaas katalüüsib fruktoos-1,6-bisfosfaadi lagunemist kaheks 3C produktiks, dihüdroksüatsetoonfosfaadiks ja glütseeraldehüüd-3-fosfaadiks. Trioosfosfaadi isomeraas Glütseeraldehüüd-3-fosfaadi dehüdrogenaas Fosfoglütseraadi kinaas Fosfoglütseraadi mutaas ja enolaas Mutaas: Enolaas: Püruvaadi kinaas PEP konverteeritakse püruvaadiks ensüümi püruvaadi kinaasi poolt. GLÜKOLÜÜSI ETAPID 1
Süneesitakse glükoos-6-fosfaat ensüümi heksoosi kinaas vahendusel. Reaktsioon on sisuliselt pöördumatu ja vajab 1 molekuli ATP-d. II Glükoos-6-fosfaat isomeriseerub fruktoos-6-fosfaadiks ensüümi fosfoglükoosi isomeraasi vahendusel. Reaktsioon on pöörduv ja mittereguleeritav. III Fruktoos-6-fosfaat fosforüleeritakse ensüümi fosfofruktoosi kinaasi vahendusel (see on glükolüüsi keskne ensüüm, allosteeriliselt reguleeritav) fruktoos-1,6-bisfosfaadiks. Reaktsioon on pöördumatu ja vajab 1 molekuli ATP-d. IV Fruktoos-1,6-bisfosfaat lõhustatakse glütseraldehüüd-3-fosfaadiks (GAP) ja dihüdroksüatsetoonfosfaadiks (DAP) ensüümi aldolaas vahendusel. Reaktsioon on pöörduv ja mittereguleeritav. V Dihüdroksüatsetoonfosfaat (ketoon) konverteerub isomeriseerumisreaktsioonil glütseraldehüüd-3-fosfaadiks (aldoos) ensüümi trioosfosfaadi isomeraasi vahendusel
reaktsioone läbi viima, kuna see on energeetiliselt liiga kulukas. Seetõttu on PEP-i moodustumine oksaloatsetaadist (oksaloatsetaat tekib püruvaadist püruvaadi karboksülaasi toimel) katalüüsitud PEP karboksükinaasi poolt. See ensüüm kasutab fosforüülrühma doonorina GTP-d: oksaalatsetaat + GTP PEP + CO2 + GDP Teine pöördumatu reaktsioon EMP rajas on katalüüstud fosfofruktokinaasi poolt, mis viib fruktoos 6- fosfaadi fruktoos 1,6-bisfosfaadiks: FBP + H2O F-6-P + Pi Glükoneogeneesis viib pöördreaktsiooni läbi fruktoosi 1,6-bifosfataas. Nende kahe vastandliku ensüümi suhe rakus määrabki, kumb rada töötab. Näiteks E. coli mutandid, mis on defektsed fruktoos 1,6- bisfosfataasi geeni fbp suhtes, ei ole võimelised kasvama glükoneogeneetilistel substraatidel malaat, suktsinaat, glütserool või atsetaat. EMP rajas katalüüsib glükoosist glükoos 6-fosfaadi moodustumise heksokinaas