1. Glikogenesis
Tahap pertama metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi piruvat.
Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke dalam
rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.
Proses di atas terjadi jika kita membutuhkan energi, misalnya untuk berpikir, mencerna
makanan, bekerja dan sebagainya. Jika jumlah glukosa melampaui kebutuhan, maka dirangkai
menjadi glikogen untuk cadangan makanan melalui proses glikogenesis.
Rangkaian proses terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut:
1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga
pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati
oleh glukokinase.
2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator
enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo
akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-
bifosfat.
Enz-P + Glukosa 6-fosfat Enz + Glukosa 1,6-bifosfat Enz-P + Glukosa 1-fosfat
3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk
uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc
pirofosforilase.
UTP + Glukosa 1-fosfat UDPGlc + PPi

2. Lintasan glikogenesis dan glikogenolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik
reaksi kea rah kanan persamaan reaksi
5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan
atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat.

3. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada
sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer
selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.
UDPGlc + (C6)n  UDP + (C6)n+1
Glikogen Glikogen
Residu glukosa yang lebih lanjut melekat pada posisi 14 untuk membentuk rantai pendek
yang diaktifkan oleh glikogen sintase. Pada otot rangka glikogenin tetap melekat pada pusat
molekul glikogen, sedangkan di hati terdapat jumlah molekul glikogen yang melebihi jumlah
molekul glikogenin.
6. Setelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut
hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk cabang memindahkan
bagian dari rantai 14 (panjang minimal 6 residu glukosa) pada rantai yang berdekatan
untuk membentuk rangkaian 16 sehingga membuat titik cabang pada molekul tersebut.
Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan lebih lanjut 1glukosil dan
pembentukan cabang selanjutnya. Setelah jumlah residu terminal yang non reduktif
bertambah, jumlah total tapak reaktif dalam molekul akan meningkat sehingga akan
mempercepat glikogenesis maupun glikogenolisis.
Tahap-tahap perangkaian glukosa demi glukosa digambarkan pada bagan berikut.
Biosintesis glikogen (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

4. Tampak bahwa setiap penambahan 1 glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen
sintase. Sekelompok glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen induknya dan
berpindah tempat untuk membentuk cabang. Enzim yang berperan dalam tahap ini adalah
enzim pembentuk cabang (branching enzyme).
Glikogenolisis
Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk
mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis.
Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari glikogenesis, akan tetapi sebenarnya tidak demikian.
Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan enzim fosforilase.
Enzim ini spesifik untuk proses fosforolisis rangkaian 14 glikogen untuk menghasilkan
glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang
secara berurutan sampai kurang lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada tiap sisi
cabang 16.
(C6)n + Pi  (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfat
Glikogen Glikogen
Glukan transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida dari satu
cabang ke cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 16 terpajan. Hidrolisis ikatan
16 memerlukan kerja enzim enzim pemutus cabang (debranching enzyme) yang spesifik.
Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim fosforilase selanjutnya dapat berlangsung.

5. Tahap-tahap glikogenolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
Glukoneogenesis
Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka tubuh
adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia, barulah
memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun
tubuh.
Jadi bisa disimpulkan bahwa glukoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari
senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein.
Secara ringkas, jalur glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai
berikut:
1. Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam lemak
dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus Kreb’s.
Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis.
2. Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb’s.

6. Ringkasan jalur glukoneogenesis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

7. Glukoneogenesis dari bahan protein. Dalam hal ini protein telah dipecah menjadi berbagai
macam asam amino (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)