Glikoliza to złożony proces biologiczny, który zachodzi w celu przekształcenia glukozy w pirogronian w celu dostarczenia energii każdej żywej komórce. Ponieważ cykl glikolizy obejmuje przemianę cukru we krwi w anion kwasu pirogronowego (pirogronian), glikolizę określa się również jako cykl kwasu cytrynowego.
Ponieważ to zdarzenie wiąże się również z uwolnieniem swobodnej energii, uważa się je za reakcję termodynamiczną. Efektem końcowym jest synteza adenozyno-5′-trifosforanu (ATP) i zredukowanego dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NADH), dwóch nukleotydów, które są kluczowymi składnikami DNA i ważnymi dla prawidłowego funkcjonowania metabolicznego. Chociaż glikoliza jest prostym przykładem beztlenowego oddychania komórkowego i fermentacji, istnieje dziesięć reaktywnych etapów, które obejmują kilka enzymów katalitycznych i związków pośrednich.
Pierwsze zdarzenie, które ma miejsce w glikolizie, wykorzystuje energię dostarczaną przez enzymy glikolizy heksokinazy do przekształcenia cząsteczki cukru (glukozy) z sześcioma atomami węgla w dwa związki zawierające trzy atomy węgla lub glukozo-6-fosforan. Substancja ta następnie ulega przegrupowaniu molekularnemu do „mleczanu” lub wytworzenia anionu kwasu mlekowego. „Opłatą” za zużycie energii we wczesnej fazie glikolizy jest późniejsza produkcja dwóch dinukleotydów nikotynamidoadeninowych (NAD), po których następuje wiązanie grupy fosforanowej z każdą cząsteczką 3-węglową, co generuje 1,3-bisfosfoglicerynian. Tymczasem wodór w reakcji jest używany do redukcji NAD, dając NADH. Wreszcie, kinaza pirogronianowa enzymu glikolizy jest wykorzystywana do wytwarzania dwóch ATP dla każdej cząsteczki glukozy biorącej udział w reakcji glikolitycznej.
Glikoliza to podstawowy szlak metaboliczny, który prawdopodobnie wyewoluował miliardy lat temu. Jednak chociaż występuje w prawie każdym żywym organizmie, dzieje się to z zmiennością. Na przykład, chociaż glukoza jest zwykle trampoliną do wywołania glikolizy, do reakcji można wprowadzić inne monosacharydy. Ponadto mleczan nie jest jedynym możliwym produktem ubocznym glikolizy, o czym świadczy produkcja dwutlenku węgla i etanolu podczas fermentacji drożdży piwnych. Wreszcie, nie cały węgiel jest koniecznie przekształcany w pirogronian i może być wykorzystany do dalszych innych szlaków związanych z węglem.
Występuje również dysfunkcjonalna glikoliza. Na przykład komórki rakowe często wykazują cykl glikolityczny do 200 razy wyższy niż tempo normalnych komórek. Znane jako efekt Warburga, to przyspieszenie może nastąpić z powodu obfitości enzymów heksokinaz lub niedoboru tlenu z powodu braku przepływu krwi do miejsca. Podobne zaburzenia metabolizmu glukozy obserwuje się w chorobie Alzheimera. Jednak bardziej prawdopodobne jest to, że jest to spowodowane nagromadzeniem określonych białek, które zakłócają fosforylację.