由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程叫糖异生。
在哺乳动物中,肝是糖异生的主要器官,正常情况下,肾的糖异生能力只有肝的1/10,长期饥饿时肾糖异生能力则可大为增强。糖异生的主要前体是乳酸、丙酮酸、氨基酸及甘油等。
当肝或肾以丙酮酸为原料进行糖异生时,糖异生中的其中七步反应是糖酵解中的逆反应,它们有相同的酶催化。但是糖酵解中有三步反应,是不可逆反应。在糖异生时必须绕过这三步反应,代价是更多的能量消耗。
这三步反应都是强放热反应,它们分别是:
1葡萄糖经己糖激酶催化生成6磷酸葡萄糖 ΔG= -33.5 kJ/mol
2 6磷酸果糖经磷酸果糖激酶催化生成1,6二磷酸果糖ΔG= -22.2 kJ/mol
3磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶生成丙酮酸 ΔG= -16.7 kJ/mol
这三步反应会这样被绕过:
1 葡萄糖6磷酸酶催化6磷酸葡萄糖生成葡萄糖
2 果糖1,6二磷酸酶催化1,6二磷酸果糖生成6磷酸果糖。
3 此过程由两个反应组成,第一个反应由丙酮酸羧化酶催化,辅酶是生物素,反应消耗1分子ATP。第二个反应由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化,反应消耗1分子GTP。