Glukoneogenesis adalah biosintesis glukosa dari bahan bukan karbohidrat. Jalur metabolik ini

sangat penting karena otak sangat bergantung pada glukosa sebagai bahan bakar tama. Testes,

eritrosit danmedula ginjal juga memrlukan glukosa. Jalur glukoneogenesis mengubah piruvat

menjadi glukosa. Zat mula (prekursor) non-karbohidrat memasuki jalur glukoneogenesis,

terutama pada`piruvat, oksaloasetat, dan dihidroksiaseton fosfat. Zat mula non-

karbohidrat tama adalah laktat, asam amino dan gliserol. Laktat dibentuk di otot kerangka

yang sedang aktif, bila kecepatan glikolisis melampaui kecepatan metabolik siklus Krebs. Asam

amino berasal dari protein dalam makanan dan selama kelapara, dari pemecahan protein di otot

kerangka. Gliserol berasal dari hidrolisis triasilgliserol dalam sel lemak. Tempat tama

glukoneogenesis adalah di hati. Glukoneogenesis di hati dan juga di ginjal membantu

memelihara tingkat glukosa darah, agar otak dan otot dapat mengekstraksi cukup gukup glukosa

darah untuk memenuhi kebutuhan metabolisme.

Sepintas jalur glukoneogenesis nampak seperti kebalikan jalur glikolisis. Namun, perhatikan

bahwa pada glikolisis, terdpaat tiga tahap reaksi yang pada hakekatnya irreversibel, yaitu yang

dikatalisis oleh heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase.

Heksikinase mengkatalisis:Gukosa     +     ATP     -à    glukosa-6-fosfat    +   ADP

Fosfofruktokinase mengkatalisis:

               Fruktosa-6-fosfat   +  ATP  -à  fruktos-1,6 bisfosfat   +  ADP

Piruvat kinase mengkatalisis:

         Fosfoenolpiruvat    +  ADP   -à  piruvat   +   ATP

Pada glukoneogenesis, reaksi-reaksi

yang dapat dianggap irreversibel ini dielakkan dengan reaksi-reaksi berikut:

Fosfoenolpiruvat dibentuk dari piruvat melalui oksaloasetat.

Mula-mula, piruvat mengalami karboksilsi menjadi oksaloasetat dengan menggunakan satu ATP.

Selanjutnya okasaloasetat mengalami dekarboksilasi dan fosforilasi untuk untuk

menghasilkanfosfoenolpiruvat. Reaksi pertama dikatalisis oleh piruvat karboksilase dan reaksi

kedua oleh PEP karboksilase.

Fruktosa-6-fosfat dibentuk dari fruktosa-1,6bisfosfat dengan cara hidrolisis ester fosfat pada C-1.

Glukosa dibentuk dengan cara hidrolisis glukosa 6-fosfat, pada reaksi yang dikatalisis oleh glukosa 6-fosfatase.

Pembentukan glukosa tidak berlangsung dalam sitosol, melainkan glukosa 6-fosfatase diangkut ke dalam lumen retikulum endoplasma (RE) dan di situ dihidrolisis oleh glukosa 6-fosfatase, suatu enzim yang terikat pada membran. Untuk aktivitasnya, fosfatase perlu distabilkan oleh suatu protein pengikat Ca2+. Glukosa dan Pi kemudian diangkut kembali ke sitosol oleh sepasang pengangkut (‘transporter”).

Enzim Piruvat karboksilase sangat menarik karena sifat katalitik dan alosteriknya. Piruvat

karboksilase mengandung gugus prostetik biotin yang terikat secara kovalen dan yang

berperan sebagaipengemban CO2 teraktivasi. Ujung karboksil pada biotin terikat dengan suatu

ikatan amida pada gugus amino-? residu lisin yang khusus.

Karboksilasi piruvat berlangsung dalam dua tingkat:

       Biotin-enzim  +  ATP   ß Mg2+ asetil KoA à CO2 ~ biotin-enzim  +ADP  + Pi

         CO2 ~ biotin-enzim     ß Mn2+à   Biotin-enzim  +  oksaloasetat

Aktivitas piruvat karboksilase tergantung pada adanya asetil-KoA. Biotin tidak mengalami

karboksilasi, kecuali asetil KoA (atau asil SKoA yang sejenis) berikatan dengan enzim.

Pengaktifan piruvat karboksilase secara alosterik oleh asetil KoA merupakan mekanisme

pengendalian fisiologis yang penting. Osaloasetat, produk reaksi piruvat karboksilase, selain

merupakan senyawa antara pada glukoneogenesis, juga merupakan senyawa antara pada

siklus Krebs. Kadar asetil KoA yang tinggi merupakan isyarat bahwa diperlukan lebih banyak

oksaloasetat. Bila ATP kurang berlebihan, oksaloasetat akan digunakan untuk glukoneogenesis,

tetapi ia juga mempunyai peranan penting dalam mempertahanakan kadar senyawa antara

siklus Krebs. Senyawa antara ini perlu ditambahkan kembali karena juga digunakan pada

beberapa reaksi biosintesis, seperti pada biosintesis hem. Peran piruvat karboksilase ini

disebut anaplerotik yang berarti “mengisi”