Qu'est-ce que la glycolyse?
La glycolyse est un processus biologique complexe qui convertit le glucose en pyruvate afin de fournir de l'énergie à chaque cellule vivante. Étant donné que le cycle de glycolyse implique la conversion du sucre dans le sang en un anion de l'acide pyruvique (pyruvate), la glycolyse est également appelée cycle de l'acide citrique.
Comme cet événement implique également la libération d’énergie libre, il est considéré comme une réaction thermodynamique. Le résultat final est la synthèse d'adénosine-5'-triphosphate (ATP) et de nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) réduit, deux nucléotides qui sont des composants clés de l'ADN et importants pour le bon fonctionnement métabolique. Alors que la glycolyse est un exemple simple de respiration cellulaire et de fermentation anaérobie, il existe dix étapes réactives impliquant plusieurs enzymes catalyseurs et composés intermédiaires.
Le premier événement survenu dans la glycolyse utilise l’énergie fournie par les enzymes hexokinase glycolyse pour convertir une molécule de sucre (glucose) à six atomes de carbone en deux composés contenant trois atomes de carbone, ou glucose 6-phosphate. Cette substance subit ensuite un réarrangement moléculaire en «lactate» ou produit un anion de l'acide lactique. Le «remboursement» de la consommation d’énergie au début de la glycolyse est la production ultérieure de deux nicotinamides adénine dinucléotides (NAD), suivies d’un groupe phosphate se liant à chaque molécule à 3 carbones générant du 1,3-bisphosphoglycérate, qui génère du 1,3-bisphosphoglycérate. Pendant ce temps, l'hydrogène dans la réaction est utilisé pour réduire le NAD, donnant le NADH. Enfin, l’enzyme de glycolyse pyruvate kinase est utilisée pour produire deux ATP pour chaque molécule de glucose impliquée dans la réaction glycolytique.
La glycolyse est une voie métabolique fondamentale qui a probablement évolué il y a des milliards d'années. Cependant, bien que cela se produise dans presque tous les organismes vivants, il le fait avec des variations. Par exemple, bien que le glucose soit le tremplin habituel pour lancer la glycolyse, d’autres monosaccharides peuvent être amenés dans la réaction. En outre, le lactate n'est pas le seul sous-produit possible de la glycolyse, comme en témoigne la fabrication de dioxyde de carbone et d'éthanol lors de la fermentation de la levure de bière. Enfin, tout le carbone n'est pas nécessairement converti en pyruvate et peut être utilisé pour développer d'autres voies liées au carbone.
Une glycolyse dysfonctionnelle se produit également. Par exemple, les cellules cancéreuses présentent souvent un cycle glycolytique jusqu’à 200 fois supérieur au taux de cellules normales. Connue sous le nom d'effet Warburg, cette accélération peut être due à une abondance d'enzymes hexokinase ou à un manque d'oxygène dû à un manque de flux sanguin vers le site. Une perturbation similaire du métabolisme du glucose est observée dans la maladie d'Alzheimer. Cependant, cela est probablement dû à une accumulation de protéines spécifiques qui interfèrent avec la phosphorylation.