Le reazioni della glicolisi: esochinasi - la prima utilizzazione dell'ATP

La reazione 1 della glicolisi è il trasferimento di un gruppo fosforico dell'ATP al glucosio per formare glucosio-6-fosfato (G6P) in una reazione catalizzata dall'esochinasi.
Una chinasi è un enzima che trasferisce gruppi fosforici tra l'ATP e un metabolita. L'esochinasi è un enzima contenuto in tutte le cellule che catalizza la fosforilazione di esosi come il glucosio, il fruttosio e il mannosio. Il secondo substrato dell'esochinasi, invece, è un complesso ATP-Mg2+. Infatti, l'ATP non impiegato in un complesso è un potente inibitore competitivo dell'esochinasi. Comunque, questo enzima ha un meccanismo Bi Bi casuale in cui esso forma un complesso ternario con il glucosio e il ATP-Mg2+ prima che la reazione abbia inizio. Si pensa che lo ione Mg2+ complessato con gli atomi di ossigeno dei gruppi fosforici serva a neutralizzare la carica negativa di questi gruppi, rendendo l'atomo di fosforo più suscettibile a un attacco nucleofilico del gruppo C(6)-OH del glucosio. In questa prima reazione, il glucosio induce una profonda modificazione conformazionale nell'esochinasi. Infatti i due lobi che formano la fessura del sito attivo si avvicinano l'uno all'altro in modo da racchiudere completamente la molecola di glucosio, un movimento che ricorda quello di due mascelle che si chiudono. Questo spostamento pone l'ATP in prossimità del gruppo -C(6)H2OH del glucosio ed esclude le molecole d'acqua dal sito attivo (catalisi per effetto di prossimità). Se i gruppi catalitici e reagenti sono nella posizione corretta per la reazione e l'enzima resta nella forma attiva, la reazione predominante sarà  l'idrolisi dell'ATP.