Glikolisis

Terdapat dua langkah dalam tindak balas piruvat kinase dalam glikolisis. Pertama, PEP memindahkan kumpulan fosfat kepada ADP, menghasilkan ATP dan enolat piruvat. Kedua, proton mesti ditambah kepada enolat piruvat untuk menghasilkan bentuk piruvat berfungsi yang diperlukan oleh sel.[5] Oleh kerana substrat untuk piruvat kinase ialah gula berfosfat ringkas, dan produknya ialah ATP, piruvat kinase ialah enzim asas yang mungkin terhadap evolusi kitaran glikolisis, dan mungkin merupakan salah satu enzim paling kuno dalam semua kehidupan Bumi. Fosfoenolpiruvat mungkin wujud secara abiotik, dan telah terbukti dihasilkan dalam kuantiti tinggi dalam laluan triosa glikolisis primitif.[6]

Tindak balas yang dimangkinkan oleh piruvat kinase ialah langkah terakhir glikolisis. Ia adalah salah satu daripada tiga langkah pengehad kadar laluan ini. Langkah pengehad kadar ialah langkah yang lebih perlahan dan terkawal, dan dengan itu menentukan kadar keseluruhan laluan. Dalam glikolisis, langkah-langkah mengehadkan kadar digandingkan dengan sama ada hidrolisis ATP atau fosforilasi ADP, menyebabkan laluan itu menjadi lebih bertenaga dan pada dasarnya tidak dapat diterbalikkan dalam sel. Langkah terakhir ini dikawal ketat, dan tidak boleh diterbalikkan dengan sengaja kerana piruvat ialah blok binaan perantaraan yang penting terhadap laluan metabolik selanjutnya.[7] Sebaik sahaja piruvat dihasilkan, ia sama ada memasuki kitaran TCA bagi pengeluaran ATP lanjutan dalam keadaan aerobik, atau ditukar kepada asid laktik atau etanol dalam keadaan anaerobik.

Glukoneogenesis: tindak balas sebaliknya

Kinase piruvat juga berfungsi sebagai enzim pengawalseliaan glukoneogenesis, laluan biokimia di mana hati menjana glukosa daripada piruvat dan substrat lain. Glukoneogenesis menggunakan sumber bukan karbohidrat untuk membekalkan glukosa kepada otak dan sel darah merah pada masa kelaparan apabila rizab glukosa langsung telah habis.[7] Semasa keadaan berpuasa, piruvat kinase dihalang, dengan itu menghalang "kebocoran" fosfoenolpiruvat daripada ditukar kepada piruvat;[7] sebaliknya, fosfoenolpiruvat ditukar kepada glukosa melalui lata tindak balas glukoneogenesis. Walaupun ia menggunakan enzim yang serupa, glukoneogenesis bukanlah kebalikan glikolisis. Ia sebaliknya adalah laluan yang memintas langkah-langkah glikolisis yang tidak dapat dipulihkan. Tambahan pula, glukoneogenesis dan glikolisis tidak berlaku serentak dalam sel pada bila-bila masa kerana ia dikawal secara timbal balik oleh isyarat sel.[7] Sebaik sahaja laluan glukoneogenesis selesai, glukosa yang dihasilkan dikeluarkan dari hati, memberikan tenaga untuk tisu penting dalam keadaan berpuasa.