Dissimilation
allgemein
   Glykolyse

 In der Glykolyse wird, wie der Name schon andeutet, Glucose gespalten. Es entstehen zwei Moleküle Pyruvat. Die Glykolyse läuft sowohl bei der Atmung als auch bei der Gärung ab, es ist hier unerheblich, ob Sauerstoff da ist oder nicht.
Insgesamt umfasst die Glykoyse 10 Teilschritte, diese kann man in eine
Energieinvestitionsphase (5 Schritte, gelbgrün) und eine Energiegewinnungsphase (5 Schritte, dunkelgrün) unterteilen.
 (1) Die Glucose wird phosphoryliert, sie bekommt vom ATP eine Phosphatgruppe übertragen. Diese Reaktion wird von dem Enzym Hexokinase katalysiert. Das Produkt heißt Glucose-6-phosphat.
 (2) Durch das Enzym Phosphoglucoisomerase wird Glucose-6-phosphat in sein Konstitutionsisomer Fructose-6-phosphat umgewandelt.
 (3) Hier wird unter Energieaufwand (ATP wird verbraucht) Fructose-6-phosphat phosphoryliert, der entstandene Zucker Fructose-1,6-bisphosphat trägt nun an beiden Enden eine Phosphatgruppe.
Das Enzym, welches diese Reaktion katalysiert heißt Phosphofructokinase.
 (4) In diesem Schritt findet die eigentliche Lyse statt, die Hexose Fructose-1,6-bisphosphat wird durch das Enzym Aldolase in die beiden C-3 Zucker (Triosen) Dihydroxyacetonphosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP) umgewandelt.
 (5) Dihydroxyacetonphosphat und GAP sind Konstitutionsisomere, durch Einwirkung des Enzyms Isomerase können die beiden Triosen ineinander umgewandelt werden.
Das nächste Enzym der Glykolyse verwertet allerdings nur GAP, weswegen das Gleichgewicht dieser Reaktion auf Seite des GAP liegt.
 (6) Das Enzym, welches die folgende Reaktion katalysiert heißt Triosephosphat-Dehydrogenase. Dabei wird zunächst die Triose GAP oxidiert, indem es seine Elektronen auf NAD+ überträgt, es entsteht 1,3-Bisphosphoglycerat und 2 Moleküle NADH, da man aus Schritt 4 zwei Triosen erhalten hat. Diese Reaktion ist exergonisch, die Energie wird dafür genutzt, ein anorganisches Phosphat aus der Zelle auf das Substrat zu übertragen.
 (7) Die in Schritt 6 gebundene Phosphatgruppe wird auf ADP übertragen, das wirkende Enzym heißt Phosphoglyceromutase.
Da ja pro Mol Glucose (Hexose) 2 Triosen entstehen (vgl. Schritt 4), entstehen auch 2 ATP.
Es entsteht 3-Phosphoglycerat, eine Carbonsäure mit charakteristischer Carbonylgruppe.
 (8) Die Phosphatgruppe wird durch das Enzym Phosphoglyceromutase verschoben, es entsteht 2-Phosphoglycerat.
 (9) Das Enzym Enolase spaltet vom Substrat ein Wassermolekül ab, es kommt zur Ausbildung einer Doppelbindung. Die Phosphatgruppe des entstandenen Phosphoenolpyruvat (PEP) ist durch Elektronenumordnung jetzt sehr instabil gebunden, also sehr reaktionsfreudig.
 (10) Die instabil gebundene Phosphatgruppe wird auf ADP übertragen, es entsteht durch Wirkung des Enzyms Pyruvatkinase ATP (dies wieder doppelt) und Pyruvat.


 Die Gesamtbilanz der Glykolyse:
C
6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P ---> 2 CH3-CO-COOH + 2 NADH + H+ + 2 ATP

 weiter im Atmungsvorgang
zur Aktivierung von Essigsäure

  weiter im Gärungsvorgang
(alkoholische Gärung)