La scoperta della glicolisi

Il chiarimento della via glicolitica ha richiesto molti decenni di lavoro. Lo studio iniziò nel 1896, quando un chimico tedesco isolò il materiale cellulare del lievito pestandolo in un mortaio con sabbia.

Egli separò questo estratto filtrandolo con garze, e per conservarlo seguì il suggerimento di un collega: aggiungere saccarosio,
come si usava per le conserve alimentari. (Il collega, Hans Büchner, era destinato a maggior fama: avrebbe vinto il premio Nobel nel 1907.)

Una volta aggiunto il saccarosio, immediatamente nella soluzione si svilupparono bollicine: era in atto una fermentazione il cui prodotto finale era alcol etilico. Si ebbe così la prima dimostrazione del fatto che la fermentazione può avvenire anche al di fuori della cellula intatta.

Nel 1905 si scoprì che il fosfato inorganico, aggiunto all'estratto di lievito, stimolava e prolungava la fermentazione del glucosio, che altrimenti si bloccava quasi subito.

Nel corso della fermentazione il fosfato inorganico scompariva; si pensò allora che la fermentazione procedesse attraverso la formazione di uno o più composti fosforilati di zuccheri. La conferma giunse poco più tardi, quando fu isolato uno zucchero a sei atomi di carbonio contenente fosforo, identificato come fruttosio difosfato.

Se lo si scaldava a 50°C, l'estratto perdeva la capacità di fermentare. Allo stesso modo, esso si inattivava se sottoposto a dialisi: qualche componente essenziale dunque scompariva attraversando la membrana da dialisi. Però si scoprì che se un estratto scaldato veniva mescolato con un estratto dializzato, la fermentazione ricominciava.

Nella fermentazione erano dunque coinvolti almeno due fattori: uno sensibile al calore, ma di grandi dimensioni, e uno resistente al calore, ma di piccole dimensioni. Oggi sappiamo che il primo è la miscela di enzimi, il secondo è l'insieme dei sali minerali.

Il risultato ottenuto era importante e nuovo, perché a quel tempo non era affatto ovvio che ogni reazione fosse catalizzata da un enzima.

Nel 1939 si iniziò a studiare le singole reazioni. Inizialmente si misurava il procedere della glicolisi con la scomparsa del glucosio. Dopo il 1941 si cominciò a misurare i prodotti, come l'acido lattico e la CO₂.

Tra il 1940 e il 1950, principalmente nei laboratori di Gustav Embden, Otto Meyerhof, Otto Warburg e Carl Cori furono scoperte tutte le singole reazioni della glicolisi. In precedenza i ricercatori possedevano già adeguati strumenti di chimica analitica; l'accelerazione delle scoperte fu dovuta soprattutto alla capacità degli scienziati di isolare in forma pura gli enzimi. Era divenuto così possibile eseguire una sola reazione per volta, con un solo prodotto da seguire.

Nel 1958 si riuscì finalmente a determinare la sequenza completa delle reazioni della glicolisi.