Les cellules vivantes se nourrissent de glucose. Bien qu'il existe d'autres molécules qui peuvent servir à la rigueur, la plupart de l'énergie dans les cellules vivantes - y compris l'énergie qui rend votre vie possible - vient de la division du glucose en plus petits molécules.
Glycolyse commence par une molécule de glucose à 6 carbones et se termine par deux molécules de pyruvate à 3 carbones, qui se transforment ensuite en deux molécules plus petites de citrate. Mais il ne s'agit pas d'une simple coupe: il faut 10 réactions chimiques différentes pour faire le travail, et le processus peut être arrêté en cours de route en inhibiteurs de la glycolyse.
Enzymes dans la glycolyse
Les enzymes sont des molécules de protéines qui contribuent à une réaction chimique. Chaque réaction chimique nécessite un petit regain d'énergie pour démarrer, et les enzymes agissent en réduisant le regain d'énergie, connu sous le nom de énergie d'activation.
Ce n'est pas que ces réactions chimiques ne pourraient pas avoir lieu sans enzymes, mais les enzymes les rendent beaucoup plus susceptibles de se produire.
Trois des 10 étapes de la glycolyse impliquent des changements d'énergie si importants qu'ils ne seront presque jamais se déroulent sans enzymes, ces étapes particulières sont donc des points importants pour la régulation de glycolyse.
Que fait la glycolyse
La glycolyse est la première étape du métabolisme énergétique des cellules.
C'est quelque chose comme manger une pomme. Si vous coupez toujours d'abord la pomme en deux, la pelez et mangez la pelure, puis coupez la pomme en de petites bouchées et la manger, alors la glycolyse ne serait que les étapes de manger la peau et de couper la pomme en moitié. Le produit final est constitué des deux moitiés de pomme et d'un peu d'énergie en mangeant la peau.
Si vous aviez déjà un tas de moitiés de pommes épluchées ou si vous n'aviez pas besoin de l'énergie que vous obtiendriez de la peau de pomme, vous arrêteriez de travailler sur de nouvelles pommes. Vos cellules font la même chose, mais le produit final est constitué de molécules de citrate au lieu de moitiés de pomme, et l'énergie dans votre cellule est transportée dans adénosine triphosphate, ATP.
Enzymes de régulation
Le glucose est transporté dans une cellule vivante par une protéine de transport. La même protéine qui l'apporte le ramènera immédiatement, mais pas si sa structure a été modifiée.
Une enzyme réarrange les atomes de la molécule de glucose pour la transformer en fructose. Ensuite, la phosphofructokinase ou l'enzyme PFK joint un groupe phosphate à la molécule de fructose. Cela le prépare pour la prochaine étape de la glycolyse et empêche également la protéine de transport de retirer le sucre de la cellule.
S'il y a déjà beaucoup d'ATP et qu'il y a aussi beaucoup de citrate, le PFK ralentira considérablement. De la même manière que vous n'avez pas besoin de trancher une autre pomme si vous n'avez pas faim et que vous avez beaucoup de tranches qui traînent, PFK n'a pas besoin d'agir s'il y a beaucoup d'ATP et beaucoup de citrate; des niveaux élevés de ces composés réduiront la glycolyse.
Régulation de la glycolyse par d'autres moyens
Certaines des étapes de la glycolyse nécessitent que les produits intermédiaires se débarrassent d'un atome d'hydrogène afin qu'ils puissent continuer à se décomposer et fournir plus d'énergie. S'il n'y a pas d'autre molécule pour accepter l'atome d'hydrogène, alors la glycolyse s'arrêtera.
Dans ce cas particulier, la molécule qui accepte l'atome d'hydrogène est le NAD+. Donc la glycolyse s'arrêtera s'il n'y a pas de NAD+.
Le taux de glycolyse est également modifié en fonction de la quantité de glucose autour. Sinon molécules de glucose sont transportés dans la cellule, la glycolyse s'arrête.