Všechny živé organismy potřebují ke své existenci energii. Tu získávají v podobě složité látky - adenosintrifosfátu (ATP), příp. látek podobného charakteru jako jsou GTP a CTP. Adenosintrifosfát může v organismech vznikat různými způsoby a podle toho je dělíme na fotoautotrofní, které získávají energii ze slunečního záření při fotosyntéze a chemoautotrofní vyrábějící si ATP tzv. oxidativní fosforylací při odbourávání glukózy. Součástí tohoto procesu je i dýchací řetězec. Proces odbourávání glukózy probíhá ve 4 základních fázích v různých částech buňky. Anaerobní glykolýza

Probíhá v cytoplazmě za nepřítomnosti kyslíku. Máme-li získat z molekuly glukózy co nejvíce energie je nejprve nutné provést dehydrogenaci, tj. odštěpit na energii bohaté atomy vodíku. Glukóza je málo reaktivní, a proto je nutné ji přeměnit na jinou látku, která vodík odevzdává snadněji. Tímto dárcem je sloučenina glyceraldehyd-3-fosfát. Abychom se však dostali k tomuto produktu, musí proběhnout celkem 10 dílčích reakcí.

Nejprve se glukóza za dodání energie (2 molekuly ATP) přemění na svůj fosforečný ester glukóza-6-fosfát. Tato látka hraje klíčovou roli ve všech metabolických procesech sacharidů. Glukóza-6-fosfát se přemění na fruktózu-6-fosfát a za opětovaného dodání energie (2 molekuly ATP) vznikne fruktóza-1,6-bisfosfát, který se rozštěpí na dihydroxyacetonfosfát a již zmíněný glyceraldehyd-3-fosfát.

Glyceraldehyd-3-fosfát se dehydrogenuje za vzniku aktivované formy vodíku, která se uloží ve formě redukovaného koenzymu NADH+H+ (nikotinamidadenindinukleotid), který je nutný pro další fáze procesu. Současně se aldehydová skupina oxiduje na karboxyl a přes několik meziproduktů vznikne za mírné spotřeby ATP kyselina pyrohroznová, vstupující opět do další fáze. Při dehydrogenaci glyceraldehydu-3-fosfátu se uvolní 2 molekuly ATP. Přehled reakcí v první fázi ukazuje schéma:

glukóza + ATP ® glukóza-6-fosfát ® fruktóza-6-fosfát + ATP ® fruktóza-1,6-bisfosfát
fruktóza-1,6-bisfosfát ® dihydroxyacetonfosfát + glyceraldehyd-3-fosfát
glyceraldehyd-3-fosfát + 2 NAD+ ® 2 NADH+H+ + 2 ATP + kyselina pyrohroznová



Dehydrogenace

Druhá fáze procesu probíhá v mitochondriích za přístupu kyslíku a vstupuje do ní kyselina pyrohroznová. V této fázi opět probíhá řada dílčích reakcí, které katalyzují 3 enzymy. Kyselina pyrohroznová v aktivní formě reaguje s oxidovanou formou kyseliny lipoové (lipoát), která je prostetickou skupinou druhého z enzymů.