Glikoliz, yoki Embden — Meyerhof — Parnas yo‘li (qadimgi yunoncha γλυκός — shirin va yunoncha λύσης — parchalanish) — oksidlanish jarayoni bo‘lib, unda glyukozaningbitta molekulasidan ikkita pirouzum kislotasimolekulasi hosil bo‘ladi. Glikoliz ketma-ket kechadigan fermentativ reaksiyalar zanjiridan iborat bo‘lib, unda energiya asosan ATF va NADHko‘rinishida to‘planadi. Glikoliz glyukozaning katabolizmi uchun universal yo‘l bo‘lib, pentozofosfat yo‘li va Entner — Dudorov yo‘libilan bir qatorda tirik hujayralardauchraydigan glyukoza oksidlanishining uch yo‘lidan biridir. Glikolizning umumiy reaksiyasi quyidagicha:
Kislorod glikoliz uchun zarur emas. Aerob sharoitda pirouzum kislotasi keyinchalik dekarboksillanadi, so‘ng A kofermenti bilan birikib, Krebs sikligakiradi. Anaerob sharoitda ( gipoksiyapaytida) piruvat sut kislotasigacha qaytariladi yoki bijg‘ish davomida boshqa o‘zgarishlarga uchraydi.
Umumiy tavsif

Oltiuglerodli shakar glyukozaning ikki molekula uch uglerodli piruvatga parchalanishi 10 bosqichda kechadi. Ulardan dastlabki 5 tasi tayyorgarlik bosqichi bo‘lib, unda ATFsarflanadi, keyingi 5 bosqich esa ATF hosil bo‘lishi bilan bog‘liq bosqichhisoblanadi. Glikolizda hosil bo‘ladigan barcha shakarlar va ularning hosilalari D-izomerlardir. Glikoliz reaksiyalarida glyukoza dastlab fosforillanadi , ya’ni gidroksil guruhi orqali oltinchi uglerod atomi (C-6) yonida reaksiyaga kirishib, glyukoza-6-fosfat (1-bosqich) hosil qiladi. Keyin glyukoza-6-fosfat izomerlanadi va fruktoza-6-fosfat (2-bosqich) hosil qiladi; u yana fosforillanadi, bu safar birinchi uglerod atomidagi gidroksil guruhi hisobiga va natijada fruktoza-1,6-bisfosfat (3-bosqich) hosil bo‘ladi. Fosforillanishning har ikkala reaksiyasida fosforil guruhi donori ATF hisoblanadi. So‘ng fruktoza-1,6-bisfosfat ikkita uch uglerodli molekulaga — digidroksiatsetonfosfat va glitseraldegid-3-fosfat (4-bosqich) ga parchalanadi; aynan shu bosqich butun yo‘lning nomlanishiga asos bo‘lgan. Digidroksiatsetonfosfat glitseraldegid-3-fosfatga izomerlanadi (5-bosqich); natijada tayyorgarlik bosqichi oxirida bitta glyukozadan 2 ta glitseraldegid-3-fosfat molekulasi hosil bo‘ladi va ular keyinchalik bir xil o‘zgarishlardan o‘tadi. 2-bosqichdagi izomerlanish keyingi fosforillanish hamda 4-bosqichdagi C—C bog‘ining uzilishi uchun zarur; bu quyida batafsil ko‘rsatiladi. Glikolizning tayyorgarlik bosqichida 2 ta ATF molekulasi sarflanadi, bu esa yo‘lning oraliq birikmalaridagi erkin energiya miqdorini oshiradi.
Energetik foyda glikolizning ATF hosil bo‘lishi bilan bog‘liq ikkinchi bosqichida olinadi. Glitseraldegid-3-fosfatning har ikki molekulasi oksidlanadi hamda fosfat kislota hisobiga fosforillanadi (ATF hisobiga emas), natijada 1,3-bisfosfoglitserin kislotasi (6-bosqich) hosil bo‘ladi. Energiya ikkita 1,3-bisfosfoglitserat molekulasi ikkita piruvat molekulasiga aylanganda ajraladi (7—10-bosqichlar), bunda energiyaning katta qismi to‘rtta ADF molekulasiga fosfat guruhi birikib, to‘rtta ATF molekulasi hosil bo‘lishi orqali saqlanadi. Tayyorgarlik bosqichida 2 ta ATF sarflangani sababli bir molekula glyukozadan sof 2 ta ATF molekulasi olinadi. Bundan tashqari, glikolizning ikkinchi bosqichida bir molekula glyukozaga ikki molekula qaytarilgan NADH hosil bo‘lishi hisobiga energiyaning bir qismi to‘planadi.
Shunday qilib, glikoliz quyidagi turdagi kimyoviy o‘zgarishlarni o‘z ichiga oladi:
- glyukozaning olti uglerodli skeletini ikkita uch uglerodli piruvatga parchalash;
- glikolizda hosil bo‘ladigan, fosfat guruhini ko‘chirish salohiyati yuqori bo‘lgan birikmalardan fosfat ajralishi hisobiga ADFni ATFga fosforillash (demak, glikoliz jarayonida ATF substrat darajasida fosforillanishhisobiga hosil bo‘ladi; bu oksidlovchi fosforillanish nafas olish zanjiridan farq qiladi, chunki nafas olish zanjirida ATF elektronlar va protonlar ning tashuvchilar zanjiri bo‘ylab ko‘chishi hisobiga hosil bo‘ladi);
- H+ ionini NAD+ ga ko‘chirib, qaytarilgan NADHni hosil qilish.
Demak, glikolizning umumiy tenglamasi:
- Glyukoza + 2NAD+ + 2ADF + 2Pi → 2 piruvat + 2NADH + 2H+ + 2ATF + 2H2O.
Oraliq birikmalarning fosforillanishi ahamiyati
Glyukozadan piruvat hosil bo‘lish yo‘lidagi 9 ta oraliq birikmaning har biri ortofosfat kislotasiqoldiqlarini o‘z ichiga oladi. Bu holatda fosfat guruhlari quyidagi 3 vazifani bajaradi, deb taxmin qilinadi:
- Odatda hujayra membranasida, qoida tariqasida, bunday tashuvchi oqsillarbo‘lmagani sababli fosforillangan oraliq birikmalar va glyukoza-6-fosfat hujayradan chiqmaydi. Dastlabki fosforillanishdan keyin bu moddalarni hujayrada ushlab turish uchun, ularning ichki va tashqi konsentratsiyasi katta farq qilsa ham, ortiqcha energiya kerak bo‘lmaydi.
- Fosfat guruhlari metabolik energiyani saqlash uchun zarur. fosfoangidrid[ingl.] bog‘lar ning gidrolizi (masalan, ATFda) natijasida ajralishi mumkin bo‘lgan energiyaning bir qismi efirlar fosfat kislotasining, masalan, glyukoza-6-fosfatning hosil bo‘lishida saqlanadi. Keyinchalik glikoliz davomida hosil bo‘ladigan fosfat guruhli yuqori energiyali birikmalar (1,3-bisfosfoglitserat va fosfoenolpiruvat) ADFdan ATF hosil qilishda fosforil guruhi donori vazifasini bajaradi. ADF.
- Fosfat guruhlarining ferment faol markazlari bilan bog‘lanish energiyasi faollanish energiyasi ni kamaytiradi hamda fermentativ reaksiyalarning o‘ziga xosligini oshiradi. ADF, ATF va glikolizning oraliq mahsulotlaridagi fosfat guruhlari ionlar Mg2+bilan komplekslar hosil qiladi. Ko‘plab fermentlarning substrat bog‘laydigan joylari aynan shu komplekslarga xosdir. Glikoliz fermentlarining aksariyati faolligi uchun Mg2+.
Mexanizm
1-bosqich: tayyorgarlik bosqichi
Glikolizning tayyorgarlik bosqichida olti uglerodli glyukoza molekulasi ikkita triozofosfatga parchalanadi. Bunda ikkita ATF molekulasi sarflanadi. Glikolizning tayyorgarlik bosqichi quyida batafsil tavsiflangan 5 ta reaksiyadan iborat.
1-bosqich: glyukozaning fosforillanishi
Glikolizning birinchi reaksiyasida glyukoza molekulasi oltinchi uglerod atomi (C-6) bo‘yicha fosforillanib faollashadi va glyukoza-6-fosfathosil bo‘ladi. Bunda fosforil guruhining donori ATF hisoblanadi:

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Geksokinaza | Mg2+ | −16,7 |
Ushbu reaksiya geksokinaza fermenti tomonidan katalizlanadi (hujayra sharoitida geksokinaza teskari reaksiyani amalga oshira olmaydi). U kinazalar guruhiga kiradi. Kinazalar ATFning oxirgi fosforil guruhini akseptorga — nukleofilgao‘tkazishni katalizlovchi fermentlardir. Geksokinaza uchun akseptor odatda D-glyukoza kabi geksoza hisoblanadi, biroq ayrim to‘qimalarda geksokinaza boshqa keng tarqalgan geksozalar, masalan, D-fruktoza va D-mannoza ning fosforillanishini ham katalizlashi mumkin (quyida batafsilroq qarang).

Boshqa ko‘plab kinazalar singari, geksokinaza faolligi uchun ham Mg2+ionlari zarur, chunki bu fermentning haqiqiy substrati ATF4-emas, balki MgATF2-kompleksidir. Magniy ioni ATFning fosfat guruhlaridagi manfiy zaryad ning bir qismini «to‘sib», oxirgi fosfor atomini glyukozaning gidroksil guruhi tomonidan nukleofil hujum uchun qulayroq holatga keltiradi. Glyukoza bilan bog‘langanda geksokinazaning tuzilishi sezilarli o‘zgaradi: uning ikkita domeni ATF bog‘langanda bir-biriga 8 Åga yaqinlashadi. Bu yaqinlashish fermentga bog‘langan ATFni xuddi shu fermentga birikkan glyukoza molekulasiga yaqinlashtiradi hamda eritmadagi suvning faol markaz ga kirishini to‘sadi. Aks holda suv ATF molekulasidagi fosfoangidrid bog‘larni gidrolizga uchratgan bo‘lar edi. Glikolizning qolgan 9 ta fermenti singari geksokinaza ham eruvchan sitozol oqsilidir.
Inson genomi bir xil reaksiyani katalizlaydigan 4 xil geksokinazani (I—IV) kodlaydi. Bir xil reaksiyani katalizlaydigan, biroq turli genlartomonidan kodlanadigan ikki yoki undan ortiq ferment izofermentlardeb ataladi. IV geksokinaza, shuningdek, glyukokinazadeb ham atalib, gepatotsitlar da uchraydi va boshqa geksokinazalardan ayrim kinetik hamda boshqaruv xususiyatlari bilan farq qiladi; u muhim fiziologik vazifani bajaradi.
2-bosqich: glyukoza-6-fosfatning izomerlanishi
Ferment Fosfogeksozaizomeraza, yoki fosfoglyukozaizomeraza fermenti glyukoza-6-fosfatning (aldoza) qaytar izomerlanishini katalizlab, uni fruktoza-6-fosfat (ketoza):

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Fosfogeksozaizomeraza, yoki glyukozaizomeraza | Mg2+ | 1,7 |
Ushbu reaksiya mexanizmi oraliq endiol birikmasining hosil bo‘lishini o‘z ichiga oladi. Reaksiya ikkala yo‘nalishda ham birdek yaxshi kechadi, buni ΔG′oqiymati kichikligidan ham bilish mumkin. Ushbu izomerlanish glikolizning barcha keyingi o‘zgarishlarida muhim rol o‘ynaydi, chunki karbonil va gidroksil guruhlarining C-1 va C-2 da qayta joylashishi keyingi ikki bosqich uchun zarur. Navbatdagi bosqichdagi fosforillanish uchun C-1 da karbonil guruhining gidroksil guruhiga aylanishi, to‘rtinchi bosqichda C-3 bilan C-4 orasidagi bog‘ uzilishi uchun esa C-2 da karbonil guruhi bo‘lishi kerak.
3-bosqich: fruktoza-6-fosfatning fosforillanishi
Glikolizning ATF sarflanadigan uchinchi reaksiyasida fosfofruktokinaza-1 fermenti ATFdan fosforil guruhini fruktoza-6-fosfat ga ko‘chirishni katalizlab, fruktoza-1,6-bisfosfat:

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Fosfofruktokinaza-1 | Mg2+ | −14,2 |
hosil bo‘lishiga olib keladi. Hujayra sharoitida fosfofruktokinaza ushbu reaksiyani teskari yo‘nalishda amalga oshira olmaydi. Bu — mahsuloti (fruktoza-1,6-bisfosfat) faqat glikolizning keyingi reaksiyalarida qatnashadigan birinchi reaksiyadir, chunki glyukoza-6-fosfat va fruktoza-6-fosfat boshqa[qaysi?] jarayonlarda ham qatnashishi mumkin.
Ba’zi, odatda anaerob bakteriyalar va protistlar da fosfofruktokinaza fruktoza-1,6-bisfosfat hosil qilishda fosforil guruhi donori sifatida ATFni emas, pirofosfat kislotasini (PPi) ishlatadi:
- Fruktoza-6-fosfat + PPi → fruktoza-1,6-bisfosfat + Pi, ΔG′o = −2,9 kJ/mol, reaksiya Mg2+.
ishtirokida kechadi. O‘simlik hujayralarida ATFga bog‘liq fosfofruktokinaza ham, pirofosfatga bog‘liq fosfofruktokinaza ham mavjud (ikkinchisi katalizlaydigan reaksiya qaytar). Pirofosfatga bog‘liq fosfofruktokinaza sitozolda joylashgan bo‘lib, stress holatida, ATF tanqisligida (masalan, anoksiyapaytida) va fosfor tanqisligi paytida faollashadi..
Fosfofruktokinaza-1 boshqariladi allosteriktarzda. Hujayradagi ATF zaxiralari tugaganda va uning parchalanish mahsulotlari (ADF va AMF) to‘planganda ferment faolligi oshadi. Aksincha, ATF va boshqa[qaysi?] resurslar yetarli bo‘lsa, faolligi susayadi. Ayrim organizmlarda fruktoza-2,6-bisfosfat fosfofruktokinaza-1 ning kuchli allosterik regulyatori hisoblanadi. Bu ferment faolligini bilvosita ribuloza-5-fosfat[ingl.] ham oshiradi (u glyukoza oksidlanishining boshqa yo‘li — pentozofosfat yo‘lining oraliq birikmasidir). Glikoliz fermentlarining boshqarilishi haqida quyida batafsil ma’lumot beriladi.
4-bosqich: fruktoza-1,6-bisfosfatning parchalanishi
Ferment Fruktoza-1,6-bisfosfataldolazayoki oddiygina aldolazafermenti qaytar aldol kondensatsiyasini katalizlaydi. Fruktoza-1,6-bisfosfat ikki xil triozofosfatga parchalanadi: glitseraldegid-3-fosfat (aldoza) va digidroksiatsetonfosfat (ketoza):

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Aldolaza | 23,8 | |
Aldolazalarning 2 sinfi mavjud. I sinf aldolazalar hayvonlar va o‘simliklarda uchraydi, ularning ishlashida oraliq Shiff asosihosil bo‘ladi. II sinf aldolazalar zamburug‘lar va bakteriyalarda Shiff asosining oraliq shakllari hosil bo‘lmaydi. Buning o‘rniga fermentning faol markazidagi rux ioni karbonil guruhining kislorod atomi bilan C-2 holatida bog‘lanadi. Ion Zn2+ ioni karbonil guruhini qutblantiradi va C—C bog‘i uzilganda hosil bo‘ladigan enol oraliq birikmasini barqarorlashtiradi.
Garchi aldolaza katalizlaydigan reaksiyada parchalanish yo‘nalishida ΔG′o musbat bo‘lsa-da, fruktoza-1,6-bisfosfatning parchalanishi paytida hujayrada reagentlar konsentratsiyasi pastligi sababli erkin energiyaning haqiqiy o‘zgarishi kichik va reaksiya qaytar bo‘ladi. Aldolaza reaksiyasi teskari yo‘nalishda glyukoneogenez.
5-bosqich: triozofosfatlarning izomerlanishi
Aldolaza reaksiyasining ikkita mahsulotidan faqat bittasi — glitseraldegid-3-fosfat — glikolizning keyingi o‘zgarishlarida qatnasha oladi. Ikkinchi mahsulot — digidroksiatsetonfosfat — glitseraldegid-3-fosfatga tez va qaytar tarzda aylanadi. Buni triozofosfatizomeraza fermenti katalizlaydi.:

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Triozofosfatizomeraza | 7,5 | |
Bu reaksiya mexanizmi 2-bosqichda fosfogeksozaizomeraza katalizlaydigan reaksiyaga o‘xshaydi. Shunday qilib, glyukozaning ikkala «yarmi» ham glitseraldegid-3-fosfatga aylanadi. Ushbu reaksiya glikolizning tayyorgarlik bosqichini yakunlaydi. Bosqich oxirida C-1 va C-6 bo‘yicha fosforillangan glyukoza molekulasi ikkita glitseraldegid-3-fosfat molekulasiga parchalanadi.
2-bosqich: ATF sintezi
Glikolizning ikkinchi bosqichi glyukoza molekulasidagi kimyoviy energiya ning bir qismi ADFning substrat darajasida fosforillanishi va NADH hosil bo‘lishi orqali ATF ko‘rinishida saqlanadigan reaksiyalardan iborat. Tayyorgarlik bosqichida hosil bo‘lgan glitseraldegid-3-fosfatning ikkita molekulasi ikkinchi bosqichda bir xil o‘zgarishlarga uchraydi. Oxir-oqibat ularning har biri piruvatga aylanadi va 4 ta ATF molekulasi hosil bo‘ladi. Biroq tayyorgarlik bosqichida 2 ta ATF sarflangani uchun glikolizning sof ATF mahsuli 2 ta molekulani tashkil etadi.
6-bosqich: glitseraldegid-3-fosfatning oksidlanishi
Glikolizning ikkinchi bosqichidagi birinchi reaksiyada glitseraldegid-3-fosfat molekulasi oksidlanib va fosforillanib, 1,3-bisfosfoglitseratga aylanadi. Ushbu reaksiyani glitseraldegid-3-fosfatdegidrogenaza[ingl.]:

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Glitseraldegid-3-fosfatdegidrogenaza | 6,3 | |
Bu energiya to‘planadigan ikkita reaksiyaning birinchisi bo‘lib, ularning mahsulotlari keyinchalik ATF hosil bo‘lishida qatnashadi. Glitseraldegid-3-fosfatning aldegid guruhi oksidlanadi, lekin erkin karboksil guruhigacha emas, balki angidrid karbon kislotasi ning fosfat kislota bilan angidridigacha oksidlanadi. Bunday turdagi angidrid — atsilfosfat — gidrolizning juda yuqori standart energiyasiga ega (ΔG′o = −49,3 kJ/mol). Glitseraldegid-3-fosfatning aldegid guruhi oksidlanishida ajraladigan erkin energiyaning katta qismi C-1 da hosil bo‘luvchi 1,3-bisfosfoglitserat.
ning atsilfosfat guruhida saqlanadi. Bu reaksiya davomida glitseraldegid-3-fosfat kovalent bog‘langan bo‘ladi. Glitseraldegid-3-fosfatning aldegid guruhi ferment faol markazidagi —SH guruhiga ega sistein qoldig‘i bilan ta’sirlashadi. Glitseraldegid-3-fosfat bog‘langan holatda bo‘lganda, ferment faol markazidagi NAD+C-1 dan protonni tortib oladi va natijada bu yerda ketoguruhhosil bo‘ladi. Birinchi atomga, sisteinning oltingugurt atomi bilan bog‘langan joyga, noorganik fosfat HPO2-
4birikadi va fosfatdan proton tashqi muhitga ajraladi. Shunday qilib, reaksiyadan so‘ng 1,3-bisfosfoglitserat va NADH + H+.
Hujayradagi NAD+ miqdori (< 10−5 M) bir necha daqiqada parchalanadigan glyukoza miqdoridan ancha kam. Agar glikolizning ushbu bosqichida hosil bo‘lgan NADH uzluksiz sarflanmasa (ya’ni oksidlanmasa), glikoliz to‘xtaydi.
7-bosqich: fosfat guruhining 1,3-bisfosfoglitseratdan ADFga o‘tkazilishi
Ferment Fosfoglitseratkinaza fermenti yuqori energiyali fosforil guruhini 1,3-bisfosfoglitserat ning karboksil guruhidan ADFga o‘tkazadi, natijada ATF va 3-fosfoglitserat:

| hosil bo‘ladi. | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Fosfoglitseratkinaza | Mg2+ | −18,5 |
Ushbu ferment nomi fosfat guruhining ATFdan 3-fosfoglitseratga ko‘chiriladigan teskari reaksiyasiga ko‘ra berilgan. U reaksiyaning ikkala yo‘nalishini katalizlaydi. 3-fosfoglitserat ning fosforillanishini glyukoneogenez va fotosintetik o‘zlashtirish CO2.
jarayonlarida ham katalizlaydi. Glikolizning 6- va 7-bosqichlari energetik jihatdan birgalikda ko‘rib chiqiladi[kim tomonidan?] va yagona jarayonni tashkil qiladi. Unda 1,3-bisfosfoglitserat oraliq mahsulotdir. U dastlabki reaksiyada (o‘zi endergonikbo‘lgan reaksiyada) hosil bo‘ladi, so‘ngra fosfat guruhi ikkinchi, kuchli ekzergonikreaksiyada ADFga o‘tadi. 6- va 7-bosqichlarni birlashtiruvchi jarayonning umumiy tenglamasi quyidagicha:
- Glitseraldegid-3-fosfat + ADP + Pi + NAD+ ⇌ 3-fosfoglitserat + ATP + NADH + H+, ΔG′o = −12,2 kJ/mol.
Shunday qilib, 6- va 7-bosqichlar birgalikda ekzergonik jarayonni tashkil qiladi. Bu ikki reaksiya ham hujayra sharoitida qaytar bo‘lib, ular aldegid guruhining karboksil guruhigacha oksidlanishida ajraladigan energiyani ADF va fosfat kislotadan ATF hosil qilishda saqlashni ta’minlaydi. Fosforil guruhi substratdan (bu holatda 1,3-bisfosfoglitseratdan) ADFga ko‘chirilishi orqali ATF hosil bo‘lishi substrat darajasida fosforillanishdeb ataladi. Bu nafas olish zanjirida sodir bo‘ladigan oksidlovchi fosforillanishdan farq qiladi. Substrat darajasida fosforillanishda eruvchan fermentlar va kimyoviy oraliq birikmalar (bu holatda 1,3-bisfosfoglitserat) ishtirok etadi; oksidlovchi fosforillanishda esa membranaga bog‘langan oqsillarqatnashadi va ATF transmembrana proton gradienti.
8-bosqich: 3-fosfoglitseratning 2-fosfoglitseratga aylanishi
Ferment Fosfoglitseratmutaza fermenti fosforil guruhining glitseratning C3 dan C2 ga qaytar ko‘chishini katalizlaydi, natijada 2-fosfoglitserin kislotasihosil bo‘ladi. Ushbu reaksiya uchun Mg2+:

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Fosfoglitseratmutaza | Mg2+ | 4,4 |
Reaksiya ikki bosqichda amalga oshadi. Dastlab fosfoglitseratmutazaning faol markazidagi gistidin qoldig‘iga bog‘langan fosforil guruhi2 C 3-fosfoglitseratning gidroksil guruhidagi vodorod atomi o‘rnini egallab, 2,3-bisfosfoglitserathosil qiladi; u boshqa gistidin qoldig‘i bilan bog‘lanadi. Fosforil guruhi C3 hosil qiladi; u boshqa gistidin qoldig‘i bilan bog‘lanadi. So‘ng 2,3-bisfosfoglitseratning C2uglerodidagi fosforil guruhi avval C ga ko‘chirilgan fosfat bog‘langan gistidin qoldig‘iga o‘tadi va uning o‘rnini ikkinchi gistidin qoldig‘iga bog‘langan proton egallaydi. Shunday qilib, sikl oxirida 2-fosfoglitserat hosil bo‘ladi va ferment fosforillangan holatga o‘tadi.
9-bosqich: 2-fosfoglitseratning suvsizlanishi
Glikolizda fosfat guruhini ko‘chirish salohiyati yuqoriroq bo‘lgan birikma hosil bo‘ladigan ikkinchi reaksiyada (birinchisi 6-bosqichda) enolaza fermenti qaytar ajralish reaksiyasini (suvningdegidratlanishi) 2-fosfoglitserat molekulasida katalizlaydi, natijada fosfoenolpirouzum kislotasi (FEP) hosil qiladi:

| Ferment | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Enolaza | Mg2+ | 7,5 |
Enolaza katalizlaydigan reaksiya mexanizmi Mg2+ionlari yordamida oraliq mahsulotning barqarorlashuvini o‘z ichiga oladi. Reaksiya davomida fosfat tashish salohiyati nisbatan past bo‘lgan birikma (ΔG′o 2-fosfoglitserat glikolizida −17,6 kJ/mol) yuqori fosfat tashish salohiyatiga ega birikmaga (ΔG′o = −61,9 kJ/mol) aylanadi.
10-bosqich: fosfatning FEPdan ADFga ko‘chirilishi
Glikolizning so‘nggi reaksiyasida fosforil guruhi fosfoenolpiruvatdan ADFga ko‘chiriladi. Reaksiyani piruvatkinazakatalizlaydi; uning ishlashi uchun K+ va Mg2+ yoki Mn2+:

| ionlari zarur. | Kofaktor | Erkin energiyaning o‘zgarishi (ΔG′o, kJ/mol) |
| Piruvatkinaza | K+, Mg2+/Mn2+ | −31,4 |
Shunday qilib, ushbu reaksiya substrat darajasida fosforillanishhisoblanadi. Uning mahsuloti — piruvat — dastlab enol shaklida hosil bo‘ladi, so‘ng tezda tautomerlanib , hujayra sharoitida ( pH = 7 bo‘lganda) ustun bo‘lgan keto shaklga o‘tadi.
Umuman olganda, piruvatning enol shakli o‘z-o‘zidan keto shakliga o‘tishi tufayli ushbu reaksiyada erkin energiya sezilarli darajada kamayadi. FEP gidrolizida ajralgan energiyaning (ΔG′o = −30,5 kJ/mol) taxminan yarmi ATFda fosfoangidrid bog‘i hosil bo‘lishida saqlanadi (ΔG′o = −30,5 kJ/mol), qolgan energiya (−31,4 kJ/mol) esa reaksiya ATF hosil bo‘lish yo‘nalishida borishi uchun kuchli harakatlantiruvchi omil hisoblanadi.
Energetika
Energetik nuqtayi nazardan glikolizda 2 jarayonni ajratish mumkin:
1) Glyukozaning piruvatga aylanishi — energetik jihatdan foydali jarayon:
- Glyukoza + 2NAD+ → 2 piruvat + 2NADH + 2H+, ΔG′1 = −146 kJ/mol;
2) ADP va 2Pi dan ATP hosil bo‘lishi — energetik jihatdan noqulay jarayon:
- 2ADP + 2Pi → 2ATP + 2H2O, ΔG′2 = 2(30,5 kJ/mol) = 61,0 kJ/mol;
Glikolizdagi umumiy Gibbs energiyasi o‘zgarishi ΔG′s quyidagicha:
- ΔG′s = ΔG′1 + ΔG′2 = −146 kJ/mol + 61 kJ/mol = −85 kJ/mol.
Shu sababli standart sharoitlarda ham, ulardan farq qiladigan hujayra sharoitlarida ham glikoliz tizimning erkin energiyasi sezilarli kamayishi tufayli ko‘p jihatdan qaytmas jarayondir.

Yuqoridagi diagrammadan ko‘rinishicha, faqat uchta reaksiya (1, 3 va 10) erkin energiyaning katta o‘zgarishi bilan kechadi, bunda muvozanat yakuniy mahsulotlar hosil bo‘lishi tomon kuchli siljigan. Qolgan reaksiyalar oson qaytar. Glyukoneogenezda ular teskari yo‘nalishda kechishi mumkin va ularni glikolizdagi ayni fermentlar katalizlaydi. Qaytmas 1-, 3- va 10-reaksiyalar uchun glyukoneogenezda muqobil yo‘llardan foydalaniladi.
Boshqa uglevodlarning glikolizi
Ko‘pgina uglevodlarham glyukozadan farq qilsa-da, glikoliz yo‘li orqali parchalanadi, biroq avval glikolizning oraliq birikmalaridan biriga aylantiriladi.
Glikogen va kraxmal

Glyukoza polimerlari — glikogen(hayvon to‘qimalarida zaxira qilinadi) va kraxmal(o‘simliklarda zaxira qilinadi) — hujayra tomonidan glikogenoliz , ya’ni glikogenfosforilaza (yoki o‘simliklarda kraxmalfosforilaza[ingl.] ) amalga oshiradigan fosforolitik reaksiya yordamida energiya olish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu fermentlar shoxlanmagan uchdagi glyukozaning ikkita oxirgi qoldig‘ini bog‘lab turuvchi glikozid bog‘iga (α1→4) fosfat ioni hujumini katalizlaydi. Natijada glyukoza-1-fosfat va dastlabkisidan bitta glyukoza bo‘lagiga qisqaroq bo‘lgan glyukoza polimeri hosil bo‘ladi. Glikozid bog‘i energiyasining bir qismi glyukoza-1-fosfatda fosfatni glyukoza bilan biriktiruvchi efir bog‘ida saqlanadi. Fosforilaza polisaxarid ning tarmoqlanish nuqtasiga (α1→6 glikozid bog‘iga) yetgach, to‘xtaydi. Glyukoza-1-fosfat esa glyukoza-6-fosfatga fosfoglyukomutazafermenti katalizlaydigan qaytar reaksiya orqali aylanadi:
- Glyukoza-1-fosfat ⇌ glyukoza-6-fosfat.
Ushbu fermentning ta’sir mexanizmi fosfoglitseratmutazanikiga o‘xshaydi. Reaksiya davomida hosil bo‘lgan glyukoza-6-fosfat keyinchalik glikoliz yoki pentozofosfat yo‘lida qatnashishi mumkin.
Yuqorida tavsiflangan holat faqat hujayra ichida zaxira qilingan glikogen va kraxmalga xos. Ovqat bilan kiradigan glikogen va kraxmalning ovqat hazm qilish yo‘li dagi fosforolizi oddiy gidrolizdan ustunlikka ega emas. Chunki hujayra membranalari shakar fosfatlarini o‘tkazmaydi, shu sababli fosforoliz natijasida hosil bo‘lgan glyukoza-6-fosfatni avval oddiy shakarga aylantirish zarur. Masalan, hazm qilish fermenti α-amilazata’siridagi gidrolizda glikozid bog‘iga fosfat ioni emas, suv hujum qiladi.
Disaxaridlar
Disaxaridlar hujayraga kirishidan oldin tegishli monosaxaridlargacha gidrolizlanadi. Ovqat hazm qilish yo‘lida bunday gidrolizni hazm qilish epiteliysi hujayralari yuzasiga birikkan fermentlar bajaradi (qavs ichida tegishli reaksiyani katalizlaydigan ferment ko‘rsatilgan):
- Dekstrin (polisaxarid) + nH2O → n D-glyukoza (dekstrinaza);
- Maltoza + H2O → 2 D-glyukoza (maltaza);
- Laktoza + H2O → D-galaktoza + D-glyukoza (laktaza);
- Saxaroza + H2O → D-fruktoza + D-glyukoza (saxaraza);
- Tregaloza + H2O → 2 D-glyukoza (tregalaza).
Hosil bo‘lgan monosaxaridlar faol tashilish orqali epiteliy hujayralariga kiradi, so‘ng qonga o‘tib, turli to‘qimalarga yetkaziladi va u yerda fosforillanib glikolizga jalb etiladi.
Boshqa monosaxaridlar
Fruktoza
Aksariyat organizmlarda glyukozadan boshqa geksozalar fosforillangan hosilalarga aylantirilgandan so‘ng glikolizga kiradi. Fruktozaning glikolitik parchalanishi fruktoliz[ingl.]deb ataladi. Ko‘plab mevalarda erkin holda bo‘ladigan hamda ingichka ichak da saxaroza gidrolizlanganda umurtqali hayvonlarda hosil bo‘ladigan D-fruktoza geksokinaza tomonidan fosforillanadi:
- Fruktoza + ATP → fruktoza-6-fosfat + ADP (reaksiya Mg ishtirokida kechadi2+).
Ushbu yo‘l fruktozani glikolizga jalb etishning asosiy mexanizmi bo‘lib, mushaklar va buyraklarda ishlaydi. Jigarda esa jarayon boshqacha kechadi. Jigar fermenti fruktokinaza fruktozaning C-1 bo‘yicha fosforillanishini, C-6 bo‘yicha emas, katalizlaydi:
- Fruktoza + ATP → fruktoza-1-fosfat + ADP (reaksiya Mg ishtirokida kechadi2+).
Keyin fruktoza-1-fosfat glitseraldegid va digidroksiatsetonfosfat ga parchalanadi. Bu reaksiyani fruktoza-1-fosfataldolazafermenti katalizlaydi. So‘ng digidroksiatsetonfosfat glikoliz fermenti triozofosfatizomeraza yordamida glitseraldegid-3-fosfatga aylanadi, glitseraldegid esa ATP ishtirokida triozokinaza[ingl.] fermenti yordamida glitseraldegid-3-fosfatgacha fosforillanadi:
- Glitseraldegid + ATP → Glitseraldegid-3-fosfat + ADP (reaksiya Mg ishtirokida kechadi2+).
Hosil bo‘lgan 2 ta glitseraldegid-3-fosfat molekulasi glikolizga kiradi. Quyida tavsiflangan jarayonlar sxemasi keltirilgan:

Galaktoza
Laktoza gidrolizining mahsuloti bo‘lgan D-galaktoza ichakdan qonga so‘riladi va u yerdan jigarga o‘tadi. Jigarda u galaktokinaza yordamida ATF sarflanib C-1 bo‘yicha fosforillanadi:
- Galaktoza + ATP → galaktoza-1-fosfat + ADP (reaksiya Mg ishtirokida kechadi2+).
Galaktoza-1-fosfat keyin epimerlanib C-4 bo‘yicha bir qator reaksiyada glyukoza-1-fosfatga epimerlanadi; ularda uridindifosfat[ingl.] (UDP) geksozalarni tashuvchi kofermentga o‘xshash vosita vazifasini bajaradi. Epimerlanish dastlab C-4 dagi gidroksil guruhining ketoguruhgacha oksidlanishini, keyin ketoguruhning teskari konfiguratsiyali gidroksil guruhigacha qaytarilishini o‘z ichiga oladi. Ushbu ikkala oksidlanish va qaytarilish reaksiyasida kofaktor vazifasini NAD bajaradi. Quyida jarayon sxemasi ko‘rsatilgan:

Mannoza

D-Mannozako‘plab polisaxaridlar va glikoproteinlarhazm jarayonida parchalanganda hosil bo‘ladi; u geksokinaza yordamida C-6 bo‘yicha fosforillanishi mumkin:
- Mannoza + ATP → mannoza-6-fosfat + ADP (reaksiya Mg ishtirokida kechadi2+).
Mannoza-6-fosfat keyinchalik fosfomannozaizomeraza[ingl.] fermenti yordamida fruktoza-6-fosfat ga — glikolizning oraliq birikmasiga aylanadi.
Boshqarilishi
Glikolizning boshqarilishi odatda unga teskari jarayon — glyukoneogenezbilan birga amalga oshiriladi. Sutemizuvchilar da glyukoneogenez asosan jigarda kechadi. Uning vazifasi glikogen zaxiralari tugagan va ovqat bilan yetarli glyukoza kelmagan paytda boshqa to‘qimalarga yetkazish uchun glyukoza sintezlashdir. Yuqorida aytilganidek, glikolizning o‘nta reaksiyasidan yettitasi qaytar bo‘lgani uchun glyukoneogenezda ular ayni fermentlar yordamida teskari yo‘nalishda kechadi, qaytmas reaksiyalar (1, 3 va 10) esa muqobil yo‘llar orqali chetlab o‘tiladi. Bu muqobil reaksiyalar ham qaytmasdir. Masalan, glyukoneogenezda piruvat fosfoenolpiruvatga oraliq oksaloatsetat hosil bo‘lishi orqali aylanadi. Bunda piruvatkarboksilaza[ingl.]piruvatni oksaloatsetatga, so‘ng fosfoenolpiruvatkarboksikinazaoksaloatsetatni fosfoenolpiruvatga aylantiradi (o‘ninchi bosqichning muqobil yo‘li). Uchinchi bosqichga muqobil reaksiya fruktoza-1,6-bisfosfatning fruktoza-6-fosfat ga fruktoza-1,6-bisfosfatazayordamida aylanishi, birinchi bosqichga muqobil reaksiya esa glyukoza-6-fosfatning glyukozaga glyukoza-6-fosfataza fermenti yordamida amalga oshadi..
Geksokinazaning boshqarilishi

Glyukozaning 1-bosqichda fosforillanishini katalizlaydigan geksokinaza inson organizmida to‘rtta izoshaklda (I—IV) uchraydi. Ular turli genlar[qaysilar?]tomonidan kodlanadi, ammo bir xil reaksiyani katalizlaydi. Miotsitlar da glyukozaga yuqori moyilligi bo‘lgan geksokinaza IIustunlik qiladi, uning yarim to‘yinishi glyukozaning 0,1 mM konsentratsiyasida ro‘y beradi. Glyukoza miotsitga qondan keladi, qonda uning konsentratsiyasi 4—5 mM bo‘lgani sababli hujayra ichida geksokinaza II ning to‘yinishi uchun yetarli glyukoza saqlanadi va ferment to‘liq quvvatda ishlaydi. Mushakdagi I va II geksokinazalar o‘z mahsuloti — glyukoza-6-fosfat tomonidan allosterik tarzda ingibirlanadi. Shu bois hujayra ichidagi glyukoza-6-fosfat miqdori me’yordan oshsa, fermentlar faolligi vaqtincha va qaytar ravishda susayadi. Shunday qilib, glyukoza-6-fosfat hosil bo‘lish tezligi uning parchalanish tezligi bilan muvozanatda turadi.
Geksokinazaning izoshakllari jigar va mushakdagi uglevod almashinuvida turli vazifalarni bajaradi: mushak energiya olish uchun glyukozani sarflaydi, jigar esa uning qondagi konsentratsiyasiga qarab glyukozani iste’mol qilish yoki glyukoneogenez orqali hosil qilish yo‘li bilan qondagi miqdorini barqaror saqlaydi. Jigarda geksokinaza IV (glyukokinaza) ustun bo‘lib, u mushakdagi I—III geksokinazalardan uch muhim jihati bilan farq qiladi. Birinchidan, IV geksokinazaning yarim to‘yinishi uchun kerakli glyukoza konsentratsiyasi taxminan 10 mM, bu qondagi odatdagi konsentratsiyadan yuqori. Gepatotsitlar sitozoli va qon orasidagi glyukoza konsentratsiyalarining tez tenglashishini gepatotsit membranalaridagi glyukoza tashuvchi oqsillar — GLUT2ta’minlaydi. Qonda glyukoza miqdori oshganda, masalan, uglevodga boy ovqat iste’molidan keyin ortiqcha glyukoza gepatotsitlarga o‘tadi va geksokinaza IV uni glyukoza-6-fosfatga aylantiradi. IV geksokinaza 10 mM glyukozada to‘yinmagani sababli glyukoza konsentratsiyasi 10 mM va undan yuqoriga ko‘tarilganda ham uning faolligi ortishda davom etadi. Qonda glyukoza kam bo‘lsa, gepatotsitlardagi konsentratsiya IV geksokinaza ishlashi uchun yetarli bo‘lmaydi va glyukoneogenezda hosil bo‘lgan glyukoza fosforillanmasdan hujayrani tark etadi. Ikkinchidan, geksokinaza IV glyukoza-6-fosfat tomonidan susaytirilmaydi, shu bois glyukoza-6-fosfat to‘planishi I—III geksokinazalar faoliyatini butunlay to‘xtatganda ham ishlayveradi. Uchinchidan, IV geksokinaza faqat jigarda uchraydigan boshqaruvchi oqsilga qaytar bog‘lanish orqali ingibirlanadi[qaysi?]. Bu oqsil allosterik regulyator — fruktoza-6-fosfatishtirokida geksokinaza IV bilan eng samarali bog‘lanadi. Biroq fruktoza-6-fosfat ning oqsil bilan bog‘lanishi uchun glyukoza raqobatlashadi; glyukoza oqsilga bog‘langanda oqsil–ferment kompleksi ajralib, ingibirlovchi ta’sir kamayadi. Uglevodga boy ovqatdan so‘ng qonda glyukoza ko‘p bo‘lganida u GLUT2 orqali gepatotsitlarga kiradi va yuqorida ta’riflangan mexanizm bilan geksokinaza IV ni faollashtiradi. Ochlikda qondagi glyukoza 5 mM dan pasayganda, fruktoza-6-fosfat boshqaruvchi oqsil orqali geksokinaza IV ning ingibirlanishini kuchaytiradi, natijada jigar glyukozani iste’mol qilishda boshqa a’zolar bilan raqobatlashmaydi. Ushbu boshqaruvchi oqsil vositasidagi ingibirlash mexanizmining yana bir qiziqarli tomoni shundaki, u geksokinaza IV ni hujayra yadrosi ichida ushlab turadi va ferment sitozolda joylashgan glikolizning boshqa fermentlaridan ajralib qoladi. Sitozolda glyukoza ko‘payganda uning yadrodagi konsentratsiyasi yadro teshikchalariorqali tashilish natijasida sitozoldagi miqdor bilan tenglashadi. Glyukoza boshqaruvchi oqsilni ajratadi, geksokinaza IV sitozolga chiqib, glyukozani fosforillay boshlaydi.
Geksokinaza IV va glyukoza-6-fosfataza ham transkripsiya darajasida boshqariladi (transkripsion boshqaruv haqida quyida batafsil qarang).
Fosfofruktokinaza-1 ning boshqarilishi

Yuqorida qayd etilganidek, glyukoza-6-fosfat glikolizda ham, boshqa jarayonlarda, jumladan glikogen sintezi va pentozofosfat yo‘lida ham qatnashishi mumkin. Fosfofruktokinaza-1 (PFK-1) katalizlaydigan metabolik jihatdan qaytmas reaksiya glyukoza molekulasining faqat glikolizga kirishini belgilovchi bosqichdir. Bu murakkab fermentda substratni bog‘lovchi joylardan tashqari, allosterik faollashtiruvchi yoki ingibitorlar bog‘lanadigan bir nechta boshqaruvchi joylar ham mavjud.
ATP PFK-1 ning nafaqat substrati, balki glikolizning yakuniy mahsuloti hamdir. Hujayrada ATP ko‘pligi uning ishlab chiqarilishi sarflanishidan yuqoriligini bildirganda, ATP PFK-1 ning maxsus allosterik joyiga bog‘lanib, fermentning substrat — fruktoza-6-fosfat. ga moyilligini pasaytiradi. ADF va AMFkonsentratsiyasi ATP sarflanishi hosil bo‘lishidan yuqori bo‘lganda ortadi; ular PFK-1 ga allosterik tarzda bog‘lanib, unga bog‘langan ATPning ingibirlovchi ta’sirini susaytiradi. Ushbu mexanizmlar ADP yoki AMP to‘planganda ferment faolligini oshirishga, ATP to‘planganda esa kamaytirishga yordam beradi.
Sitrat— piruvat, yog‘ kislotalari va aminokislotalarning aerob oksidlanishidagi muhim oraliq birikma — PFK-1 ning ham allosterik boshqaruvchisidir. Sitratning yuqori konsentratsiyasi ATPning ingibirlovchi ta’sirini kuchaytiradi va glikolizda glyukozaning parchalanishini yanada kamaytiradi. Ushbu holatda va quyida tavsiflangan ayrim boshqa vaziyatlarda sitrat hujayraning yog‘lar va oqsillarni oksidlash orqali energiyaga bo‘lgan ehtiyoji qondirilganini bildiruvchi hujayra ichidagi signal vazifasini bajaradi.
Glikolizda PFK-1 katalizlaydigan reaksiyaga glyukoneogenezda fruktoza-1,6-bisfosfatni fruktoza-6-fosfatga aylantiruvchi reaksiya mos keladi. Uni fruktozabisfosfataza-1 (FBPaza-1) fermenti katalizlaydi. FBPaza-1 AMFning allosterik bog‘lanishi orqali kuchli ingibirlanadi. Shunday qilib, hujayradagi ATF zaxirasi kam va AMF darajasi yuqori bo‘lsa, ATFga bog‘liq glyukoza sintezi to‘xtatiladi.
Shunday qilib, tegishlicha PFK-1 va FBPaza-1 katalizlaydigan glikoliz va glyukoneogenezning qarama-qarshi bosqichlari muvofiqlashgan va teskari tarzda boshqariladi. Umuman olganda, atsetil-CoA yoki sitrat (Krebs siklida atsetil-CoA ning oksaloatsetat bilan kondensatsiyasi mahsuloti) yetarli bo‘lganda yoki hujayra adenilatining katta qismi ATP shaklida bo‘lganda, Krebs siklibilan bog‘liq ushbu metabolik holatda glyukoneogenez afzal kechadi. AMP darajasi oshganda esa PFK-1 faollashishi hisobiga glikoliz rag‘batlantiriladi.
Fruktoza-2,6-bisfosfat boshqaruvchi sifatida
Qondagi glyukoza miqdorini barqaror saqlashda jigarning alohida roli glyukozaning hosil bo‘lishi va sarflanishini muvofiqlashtiruvchi qo‘shimcha boshqaruv mexanizmlarini talab etadi. Qondagi glyukoza kamayganda gormon glyukagon jigarga ko‘proq glyukoza ishlab chiqarish va qonga chiqarish, shu bilan birga uni o‘z ehtiyojlariga ishlatishni vaqtincha to‘xtatish haqida signal beradi. Glyukoza manbalaridan biri — jigarda to‘plangan glikogen. Boshqasi — boshlang‘ich modda sifatida piruvat, laktat, glitserol va ayrim aminokislotalardan foydalanadigan glyukoneogenez. Qondagi glyukoza yuqori bo‘lganda boshqa gormon — insulin— jigarga glyukozani energiya manbasi hamda glikogen va triatsilglitserol.
ni sintezlash va zaxiralash uchun boshlang‘ich modda sifatida ishlatish haqida signal beradi. fruktoza-2,6-bisfosfat — PFK-1 va FBPaza-1 fermentlarining allosterik boshqaruvchisidir. Fruktoza-2,6-bisfosfat PFK-1 ning maxsus allosterik joyiga bog‘langanda, fermentning substratga — fruktoza-6-fosfat ga moyilligini oshiradi, ATP va sitratga bo‘lgan moyilligini esa kamaytiradi. PFK-1 substratlari — ATF va fruktoza-6-fosfathamda boshqa ijobiy yoki salbiy effektorlar (ADP, AMP, sitrat) fiziologik miqdorda bo‘lganda, PFK-1 fruktoza-2,6-bisfosfatbo‘lmasa, faolsiz holatda turadi. FBPaza-1 ga fruktoza-2,6-bisfosfat teskari ta’sir qiladi: uning substratlarga moyilligini kamaytirib, glyukoneogenezni sekinlashtiradi.

Hujayradagi allosterik boshqaruvchi fruktoza-2,6-bisfosfat konsentratsiyasi uning hosil bo‘lish va parchalanish tezliklari nisbatiga bog‘liq. U fruktoza-6-fosfatning fosfofruktokinaza-2 (PFK-2) yordamida fosforillanishidan hosil bo‘ladi va fruktoza-2,6-bisfosfataza (FBPaza-2) yordamida parchalanadi. PFK-2 va FBPaza-2 ayni bitta ikki funksiyali oqsilning ikki xil fermentativ faoliyatidir. Jigarda ushbu faolliklar muvozanati, demak fruktoza-2,6-bisfosfat miqdori glyukagon va insulin orqali boshqariladi.
Glyukagon jigar adenilatsiklazasini ATPdan 3',5'-cAMP sintezlashga undaydi. So‘ng cAMP cAMPga bog‘liq proteinkinazani faollashtiradi, u ATPdan fosforil guruhini ikki funksiyali PFK-2/FBPaza-2 oqsiliga ko‘chiradi. Bu oqsilning fosforillanishi FBPaza-2 faolligini oshirib, PFK-2 ni susaytiradi. Shu sababli glyukagon hujayrada fruktoza-2,6-bisfosfat miqdorini kamaytiradi, glikolizni susaytiradi va glyukoneogenezni rag‘batlantiradi. Glyukagonning qondagi glyukozani oshiruvchi ta’siri aynan shunga bog‘liq. Insulin esa teskari ta’sir ko‘rsatadi, chunki u fosfoproteinfosfatazafaolligini rag‘batlantiradi. Ushbu ferment PFK-2/FBPaza-2 dan fosforil guruhini ajratishni katalizlaydi, natijada PFK-2 faollashadi, fruktoza-2,6-bisfosfat darajasi oshadi, glikoliz kuchayadi va glyukoneogenez susayadi.
Ksiluloza-5-fosfat boshqaruvchi sifatida

Boshqa boshqaruv mexanizmi ham fruktoza-2,6-bisfosfat miqdorini tartibga solishga asoslangan. Sutemizuvchilar jigarida pentozofosfat yo‘lining mahsuloti ksiluloza-5-fosfat ham uglevodlarga boy ovqatdan keyin glikoliz tezligini oshiradi. Hujayrada ksiluloza-5-fosfat darajasi jigarga glyukoza kelib, u glyukoza-6-fosfatga aylanib, glikoliz va pentozofosfat yo‘lida qatnashganda oshadi. Ksiluloza-5-fosfat fosfoproteinfosfataza 2A (PP2A) ni faollashtiradi. Bu ferment ikki funksiyali PFK-2/FBPaza-2 ni defosforillaydi. Defosforillanish PFK-2 ni faollashtirib, FBPaza-2 ni susaytiradi. Natijada fruktoza-2,6-bisfosfat konsentratsiyasi oshadi, glikoliz kuchayadi, glyukoneogenez esa susayadi. Glikoliz tezlashganda atsetil-CoA, pentozofosfat yo‘li tezlashganda esa NADPH hosil bo‘lishi ortadi. Atsetil-CoA va NADPH yog‘ kislotalari sintezi uchun boshlang‘ich moddalardir, shu bois uglevodga boy ovqatdan keyin yog‘ kislotalari jadal sintezlanadi. Ksiluloza-5-fosfat, shuningdek, yog‘ kislotalari sintezi uchun zarur barcha fermentlarning hosil bo‘lishini kuchaytiradi.
Piruvatkinazaning boshqarilishi

Umurtqali hayvonlarda piruvatkinazaning to‘qimalardagi joylashuvi va modulyatorlar ta’siriga javobi bilan farqlanuvchi kamida 3 izofermenti mavjud. ATP, atsetil-CoA va uzun zanjirli yog‘ kislotalarining yuqori konsentratsiyasi (energiya yetarliligini bildiradi) piruvatkinazaning barcha izofermentlarini allosterik tarzda susaytiradi. Jigar piruvatkinazasi (L-shakl), mushak piruvatkinazasidan (M-shakl) farqli ravishda, fosforillanish orqali ham boshqariladi. Qondagi glyukoza kamayib, glyukagon ajralganda cAMPga bog‘liq proteinkinaza piruvatkinazaning L-izofermentini fosforillab, uni faolsizlantiradi. Bu glyukozaning jigarda energiya manbasi sifatida sarflanishini kamaytirib, uni miya va boshqa a’zolarga yuborishga yo‘naltiradi. Mushaklarda cAMP konsentratsiyasi oshishi mutlaqo teskari ta’sirga ega. Adrenalin ta’sirida cAMP glikogen parchalanishi va glikolizni faollashtiradi.
Transkripsion nazorat
Yuqorida tavsiflangan boshqaruv yo‘llarining aksariyati tezkor va oson qaytar jarayonlarga — allosterik ta’sir, fermentning fosforillanishi yoki boshqaruvchi oqsil bilan bog‘lanishiga asoslanadi. Biroq hujayradagi ferment molekulalari sonini ularning sintezi va parchalanishi nisbatini o‘zgartirish orqali boshqarish mexanizmlari ham bor. Bu mexanizmlar tegishli ferment genining transkripsiyasi darajasida ishlaydi.
Insulin insondagi 150 dan ortiq genning transkripsiyasiga ta’sir qiladi. Ular qatoriga glikoliz va uni boshqarishda qatnashadigan, xususan II va IV geksokinaza, PFK-1, piruvatkinaza hamda PFK-2/FBPaza-2 ni kodlaydigan genlar kiradi.
Muhim transkripsiya omillaridan biri uglevodlar almashinuviuchun ahamiyatli bo‘lgan ChREBP (ingl. carbohydrate response element binding protein) bo‘lib, asosan jigar, yog‘ to‘qimasi va buyraklarda ifodalanadi. U uglevodlar va yog‘lar sintezi uchun zarur fermentlarning sintezini muvofiqlashtiradi. Faol bo‘lmagan ChREBP ikkita fosfat bilan fosforillangan holda sitozolda bo‘ladi va yadroga kira olmaydi. Fosfoproteinfosfataza PP2A undan bitta fosfatni ajratganda ChREBP yadroga kiradi; u yerda PP2A ikkinchi fosfatni ham ajratadi. Shu tariqa faollashgan ChREBP Mlx[ingl.]nomli hamkor oqsil bilan bog‘lanadi. Endi ChREBP-Mlx kompleksi DNK promotor qismidagi ChoRE (ingl. carbohydrate response element) elementiga bog‘lanib, transkripsiyani rag‘batlantiradi. PP2A ksiluloza-5-fosfat tomonidan allosterik tarzda faollashtiriladi. ChREBP orqali piruvatkinaza, yog‘ kislotalari sintazasi va atsetil-CoA-karboksilazakabi fermentlar sintezi boshqariladi. Jigarda faoliyat yurituvchi yana bir transkripsiya omili — SREBP-1c[ingl.] — piruvatkinaza, IV geksokinaza, lipoproteinlipaza, atsetil-CoA-karboksilaza va yog‘ kislotalari sintazasi hosil bo‘lishini boshqaradi. SREBP-1c sintezini insulin rag‘batlantiradi, glyukagon esa susaytiradi.
Modifikatsiyalar
Glikolizda 1,3-bisfosfoglitseratni 2,3-bisfosfoglitseratga aylantiradigan qo‘shimcha reaksiya ham kechishi mumkin. Uni bisfosfoglitseratmutazafermenti katalizlaydi. 2,3-bisfosfoglitserat 2,3-bisfosfoglitseratfosfatazata’sirida 3-fosfoglitseratga aylanib, yana glikolizga qaytishi mumkin. Aksariyat to‘qimalarda 2,3-bisfosfoglitserat kam, ammo eritrotsitlar da uning miqdori katta, chunki u yerda gemoglobinning allosterik boshqaruvchisi vazifasini bajaradi. U gemoglobinga bog‘lanib, gemoglobinning kislorodga moyilligini kamaytiradi va kislorodning ajralishi hamda to‘qimalarga o‘tishiga yordam beradi.

Glikolizning ayrim o‘zgargan shakllari bakteriyalarda aniqlangan. Jumladan, glitseraldegid-3-fosfatning 6-bosqichda glitseraldegid-3-fosfatdegidrogenaza ta’sirida oksidlanishi fosfat tanqisligi sabab cheklanganda, E. coli va ayrim boshqa bakteriyalarda digidroksiatsetonfosfat piruvatgacha uchta reaksiyada oksidlanadi. Ular metilglioksal shuntini tashkil qiladi. 1-reaksiyada liaza fosfatni ajratib, metilglioksalhosil qiladi. 2-reaksiyada metilglioksal suvni biriktirib, glioksilaza[ingl.]ta’sirida laktatga aylanadi. 3-reaksiyada laktat membranaga bog‘langan flavinsaqlovchi D-laktatoksidaza yordamida piruvatgacha oksidlanadi. Muhitda fosfat ko‘p bo‘lsa, metilglioksal shunti ishlamaydi, chunki liaza fosfat tomonidan ingibirlanadi.
Nihoyat, anaerob bakteriyalarda uglevodlarni parchalashning qo‘shimcha yo‘llari mavjud. Jumladan, substrat sifatida pentozalarni afzal ko‘radigan bakteriyalar pentozalar va geksozalar ni ksiluloza-5-fosfatga aylantiradi, keyin u fosfoketolaza[ingl.].
yordamida parchalanadi. Bundan tashqari, ayrim termofil arxeylar da glikoliz fermentlaridan faqat 2 tasi — enolaza va piruvatkinaza mavjud.
Tarqalishi va fiziologik ahamiyati
Glikoliz glyukoza katabolizmining universal, lekin yagona bo‘lmagan yo‘li bo‘lib, pro-hamda eukariot organizmlar tomonidan faol qo‘llanadi. Glikolizning o‘nta fermenti ham suvda eriydi va sitozolda joylashgan. Ayrim hayvon to‘qimalari va hujayralari glyukozani faqat glikoliz orqali parchalashi mumkin (masalan, neyronlar yoki buyrak naychalarihujayralari). Jigar va yog‘ to‘qimasi da glikolizning fiziologik roli boshqa to‘qimalardagidan biroz farq qiladi. Ovqat hazm qilish paytida jigar va yog‘ to‘qimasidagi glikoliz asosan sintez yog‘laruchun substratlar manbai bo‘lib xizmat qiladi. Ayrim o‘simlik to‘qimalari kraxmalni zaxiralash uchun maxsus moslashgan (masalan, kartoshka tugunagi), ayrim suv o‘simliklari (masalan, suv kressi (watercress)) esa energiyasining katta qismini aynan glikoliz orqali oladi.
Yuqorida aytilganidek, aerob sharoitda glikolizdan so‘ng piruvat atsetil-CoA hosil qiladi va Krebs sikliga kiradi. Glikoliz vaqtida sitozolda hosil bo‘ladigan ikkita NADH molekulasi bu sharoitda elektronlarini+elektron tashish zanjiri ga (ETZ) berib, yana NAD gacha oksidlanadi. Eukariotlarda ETZ mitoxondriyalarda joylashgan. Bu zanjirda elektronlar oxirgi akseptor — kislorodga yetguncha bir tashuvchidan boshqasiga o‘tadi:
- 2NADH + 2H+ + O2 → 2NAD+ + 2H2O.
Mitoxondriyalarda elektronlarning NADHdan O2 ga o‘tishi oksidlovchi fosforillanish orqali ATF sintezi uchun energiya beradi.
Anaerob sharoitda piruvat keyingi o‘zgarishlarga uchrab, NAD+ va biosintezning boshqa boshlang‘ich birikmalarining qayta tiklanishini ta’minlaydi (bijg‘ish). Bunda laktat yoki etanolkabi bijg‘ish mahsulotlari hosil bo‘ladi. Bu sharoitda glikoliz ADP va Pidan ATP sintezlash uchun energiya olishning yagona usulidir. Ayrim anaeroblarda aeroblar singari ETZ ham ishlaydi, ammo oxirgi elektron akseptori kislorod emas, balki boshqa oksidlangan organik yoki noorganik modda bo‘ladi.
Gipoksiya (kislorod yetishmasligi) sharoitida ayrim a’zo va to‘qimalar, masalan, jadal ishlayotgan skelet mushaklari ham anaerob metabolizmga o‘tadi. Ularda anaerob sharoitda piruvat laktatga aylanadi; laktat boshqa to‘qimalarga (masalan, jigar, yurak mushagiga) tashiladi va u yerda yana piruvatga aylanadi (Kori sikli). Bundan tashqari, eritrotsitlarda mitoxondriya bo‘lmagani sababli glyukozaning anaerob parchalanishi sodir bo‘ladi.

Glikoliz adipotsitlarda alohida fiziologik ahamiyatga ega. Bu yerda u metabolitlar ni lipogenez uchun yetkazib beradi va yog‘ kislotalari ni keraksiz oksidlanish o‘rniga triglitseridlarsinteziga yo‘naltiradi, natijada oksidlovchi stresskamayadi. Neyronlar gipotalamus ida glikoliz ovqatlanish xulq-atvori[ingl.].
Tibbiy ahamiyati

Anaerob sharoitda hosil bo‘lgan laktat qonda to‘plansa (masalan, uzoq va intensiv jismoniy ishda), laktatatsidoz rivojlanadi. Bu laktat to‘planishi tufayli qon pH ining pasayishibo‘lib, hujayra metabolizmida jiddiy buzilishlarni keltirib chiqaradi. Bu to‘qimalarning kislorod bilan ta’minlanishi buzilgan ayrim patologik holatlarda, jumladan miokard infarkti, o‘pka emboliyasi, va qon ketishida sodir bo‘ladi. Laktatatsidoz qandli diabetbilan ham bog‘liq bo‘lishi mumkin, bunda aerob glikoliz o‘rnini anaerob glikoliz egallaydi. Insulin glikolizni tezlashtirgani sababli I turdagi diabet da (insulin juda kam ishlab chiqarilganda) glikoliz sekinlashadi. Shuning uchun glikolitik fermentlarni hamda glikolizni boshqaruvchi fermentlarni faollashtiradigan preparatlar diabetni davolashda muhim vositaga aylanishi mumkin.
Bunda Kombinatsiyalashgan malon va metilmalon atsiduriyasi (CMAMMA) holatida, ACSF3yetishmovchiligi oqibatida glikoliz 50 % ga kamayadi. Bunga mitoxondrial fermentlarning lipoillanishi pasayishi sabab bo‘ladi; bunday fermentlar jumlasiga piruvatdegidrogenaza kompleksi va α-ketoglutaratdegidrogenaza kompleksi.
kiradi. Ko‘plab turdagi saraton kasalliklarida hayvonlar va insonlarning o‘sma hujayralari glyukozani iste’mol qilish va glikoliz tezligi jihatidan sog‘lom hujayralardan deyarli 10 baravar ustun bo‘ladi. Buning sababi shundaki, ko‘pchilik o‘sma hujayralari gipoksiya sharoitida yashaydi, chunki dastlab ularni yetarli kislorod bilan ta’minlaydigan kapillyar tarmoq mavjud bo‘lmaydi. Shu sababli energiya olishda o‘sma hujayralari to‘liq glikolizga bog‘lanib qoladi. Glikoliz glyukozaning karbonat angidrid va suvgacha to‘liq oksidlanishiga qaraganda energetik jihatdan ancha samarasiz bo‘lgani uchun o‘sma hujayrasi oddiy hujayradan ancha ko‘p glyukoza iste’mol qiladi. Ehtimol, normal hujayraning o‘sma hujayrasiga aylanishining erta bosqichlaridayoq energiya ta’minoti faqat glikolizga o‘tadi va hujayradan tashqi muhitdagi past pHga (laktat to‘planishi sababli pH kamayadi) chidamlilik rivojlanadi.
O‘sma hujayralarida glikoliz tezligi glikolitik fermentlar va insulinga bog‘liq bo‘lmagan membrana glyukoza tashuvchilari — (GLUT1 va GLUT3sintezini oshirish orqali kuchaytiriladi. Gipoksiya ta’sirida faollashadigan transkripsiya omili (HIF-1) kislorod tanqisligida mRNK darajasida glikolizning kamida sakkizta fermenti va glyukoza tashuvchilarining hosil bo‘lishini kuchaytiradi. Shuningdek, u peptid gormoni VEGF (qon tomirlari endoteliyining o‘sish omili) sintezini oshiradi; bu omil o‘sma tomon kapillyarlar tarmog‘i o‘sishini rag‘batlantiradi.
O‘smalarning glikolizga sog‘lom to‘qimalarga qaraganda kuchliroq bog‘liqligi saratonga qarshi davolashusullarini ishlab chiqish imkonini beradi: glikoliz ingibitorlari o‘sma hujayralarining ATF bilan ta’minlanishini kamaytirib, ularni shikastlashi va nobud qilishi mumkin. Kelajakda geksokinazaning uch ingibitori kimyoterapevtik vosita sifatida qo‘llanishi mumkin: 2-deoksiglyukoza[ingl.], lonidamin va 3-brompiruvat[ingl.]. Ular glyukoza-6-fosfat hosil bo‘lishiga to‘sqinlik qilib, faqat glikolizni emas, pentozofosfat yo‘lini ham bloklaydi, chunki u ham shu birikmadan boshlanadi. Bu yo‘lda hosil bo‘ladigan pentozofosfatlarsiz hujayra DNKva RNK-nukleotidlarini sintezlay olmaydi, demak o‘sa va bo‘lina olmaydi. Amalda qo‘llanayotgan yana bir preparat — imatinib — tirozinkinazablokatori bo‘lib, ushbu kinaza faollashtiradigan geksokinaza hosil bo‘lishining ortishini oldini oladi.
O‘sma hujayralarida glikolizning yuqori tezligi saratonni tashxislashda ham ahamiyatli. Ayrim holatlarda to‘qimaning glyukozani iste’mol qilish nisbiy tezligi o‘smaning joylashuvini aniqlashga yordam beradi. pozitron-emission tomografiya paytida bemorga zararsiz, radioaktiv izotop ftor bilan belgilangan glyukoza (ftordezoksiglyukoza) yuboriladi. U geksokinaza ta’sirida 6-fosfodezoksiglyukozaga aylanadi, keyin boshqa metabolik o‘zgarishlarga uchramay, hujayralarda to‘planadi. Belgi butun tana bo‘ylab joylashtirilgan maxsus detektorlar orqali aniqlanadi va shu tarzda o‘smaning joyi topiladi.
Evolyutsiya
Glikolizning bijg‘ish va nafas olishdagi roli evolyutsion asosga ega. Taxminlarga ko‘ra, qadimgi prokariotlar kislorod Yer atmosferasida to‘planishidan ancha oldin ATF olish uchun glikolizdan foydalangan. Ma’lum eng qadimgi bakteriyalarning qazilma qoldiqlari 3,5 milliard yilga teng, atmosferada kislorodning sezilarli miqdorda to‘planishi esa 2,7 milliard yil avval boshlangan. Sianobakteriyalar fotosintez davomida yon mahsulot sifatida O2 hosil qilgan. Shu bois glikoliz qadimgi prokariotlar uchun ATFning yagona manbasi bo‘lgan bo‘lishi mumkin. Bugungi kunda glikoliz Yer yuzidagi eng keng tarqalgan metabolik yo‘l ekani u hayot tarixining juda erta bosqichlarida paydo bo‘lganini tasdiqlaydi. Glikolizning qadimiyligiga uning barcha fermentlari sitozolda joylashgani hamda bu jarayon uchun maxsus membranali organellalar talab etilmasligi ham dalildir. Bunday organellalar prokariot hujayralar paydo bo‘lganidan taxminan bir milliard yil keyin vujudga kelgan. Yuqorida ba’zi termofil arxeylarda glikolizning 10 ta fermentidan atigi enolaza va piruvatkinaza mavjudligi aytilgan edi. Demak, glikoliz fermentlari tizimi shunday ikki tarkibli tizimdan rivojlangan bo‘lishi mumkin. Shunday qilib, glikolizni eng qadimgi hujayralardan qolgan metabolik «meros» deb qarash mumkin. U hozir ham bijg‘ishda va organik birikmalarning nafas olish jarayonida organik birikmalar parchalanishining birinchi bosqichi sifatida qo‘llanadi..
O‘rganilish tarixi

Glikoliz batafsil tavsiflangan ilk metabolik yo‘l bo‘lib, bugungi kunda ham eng yaxshi o‘rganilgan yo‘llardan biri hisoblanadi. Achitqi achitqi hujayra ekstraktlarida spirtli bijg‘ish 1897-yilda Eduard Buxner tomonidan kashf etilgach hamda achitqi (da (Otto Varburg va Hans Eyler-Helpin) va mushak to‘qimasida (Gustav Embden, Otto Meyerhof, Yakov Parnas— glikolizning dastlabki kashfiyotchilari hisoblanadi; jarayonning ikkinchi nomi ular sharafiga qo‘yilgan) glikolizning to‘liq jarayoni tavsiflangach, uning reaksiyalar mexanizmi biokimyo tadqiqotlarining markaziy mavzusiga aylandi. Glikolizni o‘rganish davomida fermentlarni ajratib olish usullari rivojlantirildi, kofermentlar, xususan NAD kashf etildi va ularning umumiy biologik roli aniqlandi. Shuningdek, ATP va boshqa fosforillangan birikmalarning metabolizmdagi hal qiluvchi ahamiyati belgilandi.

Aynan fosforillangan geksozalar glikolizning oraliq birikmalari ekani haqidagi tushuncha darhol emas, balki tasodifiy kashfiyot tufayli shakllangan. 1906-yilda Artur Garden va Uilyam Yang[ingl.] proteolitik fermentlar ingibitorlari glyukozani bijg‘ituvchi fermentlarni barqarorlashtirishi mumkin degan taxminni sinab ko‘rishgan. Ular achitqi ekstraktiga qon zardobini qo‘shishgan. Unda proteolitik fermentlaringibitorlari mavjud bo‘lib, glyukoza metabolizmi kutilganidek tezlashgan. Ammo qaynatilgan zardob rag‘batlantiruvchi ta’sir ko‘rsatmasligini isbotlashi kerak bo‘lgan nazorat tajribasida, aksincha, qaynatilgan zardob ham glikolizni kuchaytirishi aniqlangan. Zardob tarkibini sinchiklab o‘rganish bu ta’sir undagi noorganik fosfat bilan bog‘liqligini ko‘rsatgan. Keyinchalik Garden va Yang achitqi ekstraktiga qo‘shilgan glyukoza geksozabisfosfatga («Garden — Yang efiri», ya’ni fruktoza-1,6-bisfosfatga) aylanishini aniqlashgan. Bu organik efirlar va fosfat angidridlarining biokimyodagi rolini ochib bergan uzoq kashfiyotlar turkumining boshlanishi bo‘ldi..
Adabiyotlar
- David E. Metzler. Biochemistry: The Chemical Reactions of Living Cells.. — 2-nashr. — Academic Press, 2003. — j. 2. — 1973 bet — ISBN 978-0-1249-2541-0.
- David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Biokimyo tamoyillari. — Beshinchi nashr. — New York: W. H. Freeman and company, 2008. — 1158 bet — ISBN 978-0-7167-7108-1.
- Campbell N. A., Reece J. B., Urry L. A. va boshqalar. Biologiya. 9-nashr. — Benjamin Cummings, 2011. — 1263 bet — ISBN 978-0-321-55823-7.
- Kolman Ya., Ryom K.—G. Ko‘rgazmali biokimyo. — 4-nashr. — M.: BINOM. Bilimlar laboratoriyasi, 2012. — 469 bet — ISBN 978-5-9963-0620-6.
- Mashqlar va masalalar bilan biologik kimyo / S. E. Severin tahriri ostida. — M.: «GEOTAR-Media» nashriyot guruhi, 2011. — 624 bet
- Netrusov A. I., Kotova I. B. Mikrobiologiya. — 4-nashr, qayta ishlangan va to‘ldirilgan. — M.: «Akademiya» nashriyot markazi, 2012. — 384 bet — ISBN 978-5-7695-7979-0.
Havolalar
- Glikoliz (ingl.)