Glykolyysi on monimutkainen biologinen prosessi, joka tapahtuu glukoosin muuttamiseksi pyruvaatiksi energian tuottamiseksi jokaiselle elävälle solulle. Koska glykolyysisykli sisältää verensokerin muuttamisen pyruviinihapon (pyruvaatin) anioniksi, glykolyysiä kutsutaan myös sitruunahapposykliksi.
Koska tähän tapahtumaan liittyy myös vapaan energian vapautumista, sen katsotaan olevan termodynaaminen reaktio. Lopputuloksena on adenosiini-5′-trifosfaatin (ATP) ja pelkistetyn nikotiiniamidiadeniinidinukleotidin (NADH) synteesi, kaksi nukleotidia, jotka ovat DNA: n avainkomponentteja ja tärkeitä asianmukaisen metabolisen toiminnan kannalta. Vaikka glykolyysi on yksinkertainen esimerkki solujen anaerobisesta hengityksestä ja fermentaatiosta, tapahtuu kymmenen reaktiivista vaihetta, joihin liittyy useita katalyytti -entsyymejä ja välituotteita.
Ensimmäinen tapahtuma, joka tapahtuu glykolyysissä, käyttää heksokinaasiglykolyysientsyymien tuottamaa energiaa muuntaakseen kuuden hiiliatomin sokeri (glukoosi) molekyylin kahdeksi yhdisteeksi, jotka sisältävät kolme hiiliatomia, tai glukoosi-6-fosfaatiksi. Tämän aineen molekyylijärjestelmä muuttuu “laktaatiksi” tai maitohapon anioniksi. Energiankulutuksen “takaisinmaksu” glykolyysin alkuvaiheessa on kahden nikotiiniamidiadeniinidinukleotidin (NAD) seuraava tuotanto, jota seuraa fosfaattiryhmän sitoutuminen kuhunkin 3-hiilimolekyyliin, joka tuottaa 1,3-bisfosfoglysereraattia. Samaan aikaan reaktiossa olevaa vetyä käytetään NAD: n pelkistämiseen, jolloin saadaan NADH. Lopuksi glykolyysientsyymin pyruvaatikinaasia käytetään kahden ATP: n tuottamiseen kullekin glykolyyttiseen reaktioon osallistuvalle glukoosimolekyylille.
Glykolyysi on perusmetaboliareitti, joka todennäköisesti kehittyi miljardeja vuosia sitten. Kuitenkin, vaikka sitä esiintyy lähes kaikissa elävissä organismeissa, se tekee sen vaihtelevasti. Esimerkiksi vaikka glukoosi on tavallinen ponnahduslauta glykolyysin käynnistämiseksi, muita monosakkarideja voidaan tuoda reaktioon. Lisäksi laktaatti ei ole ainoa mahdollinen glykolyysin sivutuote, mistä on osoituksena hiilidioksidin ja etanolin valmistus oluthiivan käymisen aikana. Lopuksi kaikki hiili ei välttämättä muutu pyruvaatiksi ja sitä voidaan käyttää muihin hiileen liittyviin reitteihin.
Myös dysfunktionaalinen glykolyysi tapahtuu. Esimerkiksi syöpäsoluilla on usein glykolyyttinen sykli, joka on jopa 200 kertaa suurempi kuin normaalien solujen määrä. Tämä kiihtyvyys, joka tunnetaan nimellä Warburgin vaikutus, voi tapahtua heksokinaasi -entsyymien runsauden vuoksi tai hapen puutteesta johtuen veren virtauksen puutteesta paikkaan. Samanlainen häiriö glukoosin aineenvaihdunnassa näkyy Alzheimerin taudissa. Tämä johtuu kuitenkin todennäköisemmin fosforylaatiota häiritsevien spesifisten proteiinien kertymisestä.