Полисахариды и олигосахариды распадаются на простые соединения посредством реакций двух типов: гидролиза и фосфоролиза.

Гидролиз крахмала ускоряется специфическими ферментами – амилазами, относящимися к классу гидролаз. В зависимости от характера фермента гидролитический разрыв эфирных связей между остатками глюкозы в молекуле крахмала может происходить до глюкозы, мальтозы или олигосахаридов. В процессе постепенного распада молекулы крахмала в результате гидролиза в качестве промежуточных продуктов возникают декстрины:

                            H 2 O                             H 2 O                  H 2 O

OH [ C ₆ H ₁₀ O 5] _x H → n OH [ C ₆ H ₁₀ O 5] _y H → mC ₁₂ H ₂₂ O ₁₁  → 2 mC ₆ H ₁₂ O ₆

 В природе найдено несколько амилаз: α – амилаза, β – амилаза, глюкоамилаза.

α–амилаза ускоряет гидролиз внутренних связей в молекуле крахмала. Основной конечный продукт гидролиза – мальтоза в α – форме. α – амилаза найдена у всех видов растений и животных.

β–амилаза ускоряет гидролиз молекулы крахмала начиная с невосстанавливающего конца молекулы, последовательно отщепляя молекулы β –мальтозы. β – амилаза найдена лишь у высших растений.

Глюкоамилаза последовательно отщепляет остатки глюкозы от невосстанавливающего конца молекулы. Наряду с названными амилазами работает амило–1,6–глюкозидаза, которая ускоряет реакцию гидролиза 1,6 связей в молекуле крахмала, т.е. в точках разветвления цепи. Фермент характерен для животных, но встречается также у растений и микроорганизмов. Характерной особенностью всех амилаз является отсутствие абсолютной специфичности их действия. Они ускоряют гидролиз различных соединений: амилозы, амилопектина, гликогена, олигосахаридов.

Другой путь распада поисахаридов и олигосахаридов – фосфоролиз – наиболее характерен для гликогена. Происходит разрыв гликозидной связи и перенос остатков глюкозы на молекулу фосфорной кислоты невосстанавливающего конца молекулы гликогена.

Таким образом, при распаде олиго – и полисахаридов возникают свободные молекулы моносахаридов или их фосфорные эфиры. В дальнейшем обмене моносахаридов участвуют только их фосфорные эфиры, свободные моносахариды фосфорилируются. Фосфорилирование моноз осуществляется за счет их взаимодействия с АТФ и катализируется фосфотрансферазами.

Глюкоза + АТФ → Глюкозо – 6 – фосфат + АДФ

Дальнейший распад глюкозо – 6 – фосфата осуществляется преимущественно двумя путями: дихотомическим и апотомическим.

Дихотомический путь распада глюкозо – 6 – фосфата

Дихотомический путь распада моносахаридов протекает в матриксе цитоплазмы клетки. В результате ряда химических превращений молекулы гексозы (С₆) превращаются в две молекулы триозы (С₃). Конечным продуктом является ПВК (пировиноградная кислота). Процесс превращения глюкозы в ПВК – общий для дыхания и брожения этап распада углеводов. Он получил название – гликолиз.

Глюкоз – 6 – фосфат ↔ фруктозо–6– фосфат →фруктозо–1,6– дифосфат ↔фосфодиоксиацетон(95%)+фосфоглицериновый альдегид(5%)

Образовавшийся фосфодиоксиацетон подвергается изомеризации и превращается в фосфоглицериновый альдегид, который вовлекается в дальнейшие реакции:

Фосфоглицериновый альдегид →1,3–дифосфоглицериновая кислота

Реакция протекает в присутствии НАД и фосфорной кислоты с участием фермента фосфоглицеральдегиддегидрогеназы.

1,3–дифосфоглицериновая кислота + АДФ ↔

3–фосфоглицериновая кислота +АТФ,

работает фермент фосфоглицераткиназа.

3-фосфоглицериновая кислота подвергается изомеризации с образованием

2-фосфоглицериновой кислоты, которая взаимодействует с молекулой АДФ с образованием пировиноградной кислоты.

Таким образом, в процессе гликолиза одной молекулы глюкозо- 6 – фосфата образуются четыре молекулы АТФ в результате субстратного фосфорилирования и выделяются две молекулы ПВК.