glikolízis (cukorbontás) glycolysis a sejtlégzés első szakasza, a szőlőcukor (glükóz) bontása piruváttá (egy molekula glükózból 2 molekula piruvát keletkezik elektronleadással); energiafelszabadulással jár. A keletkezett energia az ATP és a NADH képződéséhez használódik fel.

A sejtbe került glükóz leggyakoribb módosulása a hatos szénatomon való foszforileződése, glükóz-6-foszfát (glükóz-6-P, G6P) keletkezése. Ez ATP felhasználásával, hexokináz vagy glükokináz közreműködésével megy végbe. A hexokináz jelen van minden sejtben, nem fajlagos a glükózra, tevékenységét a glükóz-6-foszfát gátolja. A glükokináz glükózfajlagos, a vércukorszintet érzékelő sejtekben (például májsejtek, a hasnyálmirigy β-sejtjei) keletkezik, illetve a bélhámsejtekben is képződik; ezek a bélüreg cukormennyiségét észlelik. A glükóz-6-foszfát nem gátolja.

A sejtbe került glükóz szorbitolon keresztül fruktózzá is alakulhat (poliol útvonal); ez rendszerint glükóztöbbletben (hyperglycemia) következik be.

A glükóz foszforileződése akadályozza meg, hogy a glükóz kijusson a sejtből, a nem foszforilezett glükóz ugyanis elhagyhatja a sejtet. A foszfátcsoport kapcsolásával a glükóz negatív töltésűvé válik, ami meggátolja, hogy a glükóz szállítására képes hártyafehérje megkösse, ezért marad a sejtben.

A glükóz-6-foszfát nem csak a glikolízisben alakul tovább: keletkezhet belöle glikogén, glikolipid, glikoprotein stb. is, a sejt szükséglete szerint. Folyamatos a glükóz-6-foszfát és a fruktóz-6-foszfát egymásba alakulása a hexóz-foszfát izomeráz/foszfoglukóz-izomeráz közreműködésével. Ezek azonmások; egyensúlyi állapotban vannak.

A cukorbontás a sejtplazmában megy végbe két lépésben:

▪ Az első lépés a C₆-szakasz, amelyben a hat szénatomos glükózból két 3 szénatomos molekula keletkezik.

Ennek a szakasznak a kezdete a glükóz-6-foszfát keletkezése és átalakulása fruktóz-6-foszfáttá. A fruktóz-6-foszfátból újabb foszfát kapcsolásával és a gyűrűszerkezet átalakulásával fruktóz-1,6-bifoszfát keletkezik; szintén ATP felhasználásával. Az átalakulást a foszfofruktokináz-1 sarkallja, amely a C1-en foszforilez. Ez már visszafordíthatatlan folyamat. A fruktóz-1,6-bifoszfát keletkezését az AMP és a fruktóz-2,6-bifoszfát serkenti (térserkentők), az ATP, a citrát és a zsísavak gátolják (térgátlók).

A következőben a hat szénatomos fruktóz-1,6-bifoszfátból két trióz-foszfát, a dihidroxi-aceton (ketotrióz) és a glicerinaldehid-3-foszfát (alodotrióz) keletkezik a triózfoszfát-izomeráz segítségével. Ezek a triózok átalakulhatnak egymásba, egyensúlyi állapotban vannak (aldóz–ketóz azonmásulás). A sejt a cukorbontásban azonban csak a glicerinaldehid-3-foszfátot használja fel, ezért úgy lehet tekinteni, hogy két glicerinaldehid-3-foszfát jön létre.

A glükózbontásnak ebben a szakaszában nincs elektronleadás, és 2 ATP használódik fel, annak reményében, hogy több keletkezik, ezért ezt „befizetési” szakasznak nevezik.

▪ A második lépés a C₃-szakasz; ebben a 2 glicerinaldehid-3-foszfát két piruváttá (C₃O₃H₄) alakul elektronleadással. Két NAD⁺ két-két elektront vesz fel, két NADH + H⁺ keletkezik; valamint a kötött foszfát leadásával és egy szervetlen foszfátion felhasználásával két ADP-ből két ATP jön létre.

A glicerinaldehid-3-foszfát a glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz közreműködésével 1,3-bifoszfogliceráttá alakul. A enzim társenzime a NAD⁺, amely a glicerinaldehid-3-foszfáttól felvesz két elektront, NADH + H⁺ lesz belőle. Az 1,3-bifoszfoglicerátból több lépcsőben lesz piruvát, melynek során két ATP keletkezik:

1,3-bifoszfoglicerát → 3-foszfoglicerát → 2-foszfoglicerát → foszfoenolpiruvát → piruvát.

Egy glicerinaldehid-3-foszfát piruváttá alakulása során tehát két különböző lépésben két ATP képződik, és mivel egy glükózból két glicerinaldehid-3-foszfát jön létre, a glükóz piruváttá alakításakor összesen négy ATP keletkezik, tehát kettővel több, mint amennyi felhasználódik. A befizetés megtérül, sőt, kettővel több ATP keletkezik; a második szakaszt „kifizetési” szakasznak is hívjuk.

A piruvát AcKoA-vá alakul a piruvát-dehidrogenáz közreműködésével az energiatermecsben; egy piruvátból egy NADH + H⁺ jön létre és egy CO₂ szabadul fel. Az AcKoA kapcsolódik a citrát-körhöz (→citrát-kör, sejtlégzés)

glikogenolízis glycogenolysis a glikogén hasítása glükózzá és glükóz-foszfáttá.