Penukaran dua langkah G3P

Tindak balas pertama ialah pengoksidaan gliseraldehid 3-fosfat (G3P) di kedudukan 1 (dalam rajah, ia ditunjukkan sebagai karbon keempat daripada glikolisis), di mana aldehid ditukar kepada asid karboksilik (ΔG°'=- 50 kJ/mol (−12kcal/mol)) dan NAD+ secara serentak diturunkan secara endergonik kepada NADH.

Tenaga yang dikeluarkan oleh tindak balas pengoksidaan yang sangat eksergonik ini memacu tindak balas kedua endergonik (ΔG°'=+50 kJ/mol (+12kcal/mol)), di mana molekul fosfat tak organik dipindahkan ke perantaraan GAP untuk membentuk produk dengan keupayaan pemindahan fosforil yang tinggi: 1,3-bisfosfogliserat (1,3-BPG).

Ini adalah contoh fosforilasi yang digabungkan dengan pengoksidaan, dan tindak balas keseluruhan adalah agak endergonik (ΔG°'=+6.3 kJ/mol (+1.5)). Gandingan tenaga di sini dimungkinkan oleh GAPDH.

Mekanisme

GAPDH menggunakan pemangkinan kovalen dan pemangkinan asas am untuk mengurangkan tenaga pengaktifan yang sangat besar bagi langkah kedua (fosforilasi) tindak balas ini.

Pertama, sisa sisteina di tapak aktif GAPDH menyerang kumpulan karbonil G3P, mewujudkan perantaraan hemitioasetal (pemangkinan kovalen).

Hemithioacetal dideprotonasikan oleh sisa histidina dalam tapak aktif enzim (pemangkinan asas am). Penyahprotonan menggalakkan pengubahsuaian kumpulan karbonil dalam perantaraan tioester seterusnya dan pembuagan ion hidrida.

Seterusnya, molekul NAD+ terikat rapat yang bersebelahan menerima ion hidrida, membentuk NADH manakala hemitioasetal dioksidakan menjadi tioester.

Spesies tioester ini jauh lebih tinggi dalam tenaga (kurang stabil) daripada spesies asid karboksilik yang akan terhasil jika G3P teroksida tanpa ketiadaan GAPDH (spesies asid karboksilik sangat rendah tenaga sehingga penghalang tenaga untuk langkah kedua tindak balas (pemfosforilan) akan menjadi terlalu tinggi sehinnga menjadi terlalu perlahan dan tidak menguntungkan dalam organisma hidup).

NADH meninggalkan tapak aktif dan digantikan oleh molekul lain NAD+, cas positif yang menstabilkan oksigen karbonil bercas negatif dalam keadaan peralihan langkah akhir seterusnya. Akhirnya, molekul fosfat tak organik menyerang tioester, dan membentuk perantaraan tetrahedron, yang kemudiannya runtuh untuk membebaskan 1,3-bisfosfogliserate, dan kumpulan tiol sisa sisteina enzim.

Protein ini mungkin menggunakan model morfein dalam satu kawal atur alosterik.[8]