8.3 : Étapes de glycolyse conduisant à une libération d'énergie

Alors que la première phase de la glycolyse consomme de l’énergie pour transformer le glucose en glycéraldéhyde 3-phosphate (G3P), la deuxième phase produit de l’énergie. L’énergie est libérée sur une séquence de réactions qui transforme le G3P en pyruvate. La phase de libération d’énergie — les étapes 6 à 10 de la glycolyse — se produit deux fois, une fois pour chacun des deux sucres à 3 carbones produits au cours des étapes 1 à 5.

La première étape de libération d’énergie, considérée comme la 6ème étape de la glycolyse globale, consiste en deux événements simultanés : l’oxydation et la phosphorylation du G3P. Le porteur d’électrons NAD⁺ enlève un hydrogène de G3P, oxydant le sucre à 3 carbones et transformant (réduisant) le NAD⁺ pour former du NADH et H⁺. L’énergie libérée est utilisée pour phosphoryler le G3P, le transformant en 1,3-bisphosphoglycérate.

Dans l’étape suivante, le 1,3-bisphosphoglycérate convertit l’ADP en ATP en donnant un groupe phosphate, devenant ainsi du 3-phosphoglycérate. Le 3-phosphoglycérate est ensuite transformé en un isomère, le 2-phosphoglycérate.

Par la suite, le 2-phosphoglycérate perd une molécule d’eau, devenant la molécule instable 2-phosphoénolpyruvate, ou PEP. Le PEP cède facilement son groupe phosphate à l’ADP, le convertissant en une seconde molécule d’ATP et devenant du pyruvate au cours de ce processus.

La phase de libération d’énergie libère deux molécules d’ATP et une molécule de NADH par sucre transformé. Parce qu’elle se produit deux fois — pour chaque sucre à 3 carbone produit dans la phase nécessitant de l’énergie de la glycolyse — quatre molécules d’ATP et deux molécules de NADH sont libérées. Ainsi, pour chaque molécule de glucose, la glycolyse donne lieu à une production nette de deux molécules d’ATP (4 produites moins 2 utilisées pendant la phase nécessitant de l’énergie) et de deux molécules de NADH.

La glycolyse produit deux molécules de pyruvate à 3 carbones à partir d’une molécule de glucose à 6 carbones. En présence d’oxygène, le pyruvate peut être décomposé en dioxyde de carbone dans le cycle de Krebs, libérant de nombreuses molécules d’ATP. NADH s’accumule dans la cellule, où il peut être converti en NAD⁺ et utilisé pour la glycolyse.