La glycolyse est la première voie majeure du métabolisme du glucose cellulaire. Elle se produit dans le cytoplasme de pratiquement toutes les cellules vivantes et convertit une molécule de glucose en deux molécules de pyruvate, produisant un gain net d’ATP et de NADH.
Les Phases de la Glycolyse
- Phase d’Investissement Énergétique
La première moitié de la glycolyse utilise deux molécules d’ATP pour phosphoryler le glucose, le piégeant à l’intérieur de la cellule. Le glucose est converti en glucose-6-phosphate, puis en fructose-6-phosphate, et enfin en fructose-1,6-bisphosphate. Ce sucre à six carbones est ensuite divisé en deux molécules à trois carbones : la dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et le glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P).
- Phase de Récupération Énergétique
La seconde moitié de la glycolyse génère de l’énergie. Chaque molécule de G3P est oxydée et phosphorylée, produisant du 1,3-bisphosphoglycérate. Les groupes phosphate à haute énergie sont ensuite transférés à l’ADP pour produire de l’ATP. Par une série d’étapes, chaque G3P est converti en pyruvate, produisant deux ATP et un NADH par G3P.
- Rendement Net
À partir d’une molécule de glucose, la glycolyse produit :
- 2 ATP (net, après soustraction des 2 utilisés dans la phase d’investissement)
- 2 NADH
- 2 molécules de pyruvate
- Régulation
La glycolyse est régulée à trois étapes irréversibles clés. La phosphofructokinase-1 (PFK-1) est l’enzyme régulatrice la plus importante. Elle est activée par l’AMP et l’ADP (signaux de faible énergie) et inhibée par l’ATP et le citrate (signaux de haute énergie).
- Devenir du Pyruvate
Le pyruvate peut suivre différentes voies selon la disponibilité en oxygène. En conditions aérobies, il entre dans les mitochondries et est converti en acétyl-CoA pour le cycle de l’acide citrique. En conditions anaérobies, il est converti en lactate chez les animaux ou en éthanol chez la levure.
