Schematisk bild över glukoneogenesen som sker i de blå pilarnas riktning (glykolys med svarta pilar). Böjda pilar betyder att olika enzymer som verkar i de olika riktningar.
Glukoneogenes är en energikrävande process därglukos bildas från andra enklare föreningar somcellen inte kan bryta ner. Exempel på föreningar som genomgår glukoneogenes ärlaktat,glycerol ochalanin. Glukoneogenes sker huvudsakligen ilevern under fasta. Främsthjärnan ochröda blodkroppar (erytrocyter) är beroende av kontinuerlig tillförsel avglukos eftersom det är deras enda energikälla (hjärnan kan även förbrännaketonkroppar).
Glukoneogenesen är en process som motsvarar en bakvändglykolys. Startmolekylerna kan vara vilkenintermediär som helst icitronsyracykeln ellerglykolysen, samt glycerol, laktat och vissa aminosyror som bryts ner i olika delar av kroppen.
Ett belysande exempel där glukoneogenesen sker är i den s.k.Coricykeln där laktat från blodet, som bildats frånanaerob cellandning i musklerna, omvandlas i levern till glukos. Om inte laktat omvandlas kanpH sjunka vilket skulle kunna leda tillacidos.Glukoneogenesen är energikrävande och behöver 4ATP och 2GTP för varje producerat glukos. Varje producerat glukos kräver två pyruvat som utgångsmaterial eftersom det krävs två glyceraldehyd-3-fosfat för bilda en fruktos-1,6-bisfosfat. Det innebär att stegen fram tills bildandet av fruktos-1,6-bisfosfat sker två gånger.[1]
För att oxalacetatmolekylen ska passeramembranet till cytosolen så omvandlas den tillmalat och passera membranet.
Malat kan sedan i cytosolen omvandlas tillbaka till oxalacetat vilket kan omvandlas tillfosfoenolpyruvat. Anledningen till denna omväg är att reaktionen från fosfoenolpyruvat till pyruvat ärirreversibel. Därefter kommer fem steg som nyttjar sammaenzym som glykolysen.
fosfoenolpyruvat → 2-fosfoglycerat
2-fosfoglycerat → 3-fosfoglycerat
3-fosfoglycerat → 1,3-bis-fosfoglycerat. Detta steg kostar 1 ATP.
1,3-bis-fosfoglycerat → glyceraldehyd-3-fosfat
Två stycken glyceraldehyd-3-fosfat omvandlas till en fruktos-1,6-bisfosfat.
Fruktos 1,6-bisfosfatspjälkas till fruktos-6-fosfat av enzymetfruktos-1,6-bisfosfatas vilket har en helt annan styrning (aktiveras av höga koncentrationer av ATP) än motsvarande enzym i glykolysen (som hämmas av ATP) vilket som garanterar att båda processerna inte sker samtidigt.
I levern kan glukos-6-fosfat omvandlas till glukos med hjälp av enzymetglukos-6-fosfatas. Glukos kan sedan passera cellmembranet och följa med blodet ut till energibehövande vävnader. I musklerna kan glukos-6-fosfat lagras som glykogen för kommande behov.