Glykogenéza alebo syntéza glykogénu predstavuje metabolickú dráhu, vďaka ktorej si telo môže uložiť časť glukózy z potravy v podobe zásobného polysacharidu živočíšnych buniek - glykogénu. Molekula glykogénu obsahuje podobne ako amylopektín α(1-4) glykozidové väzby a na miestach vetvenia α(1-6) glykozidové väzby. Prekurzorom pre syntézu glykogénu je proteín glykogenín, ktorý slúži ako primer, na ktorý sa za pomoci enzýmov napájajú jednotlivé molekuly glukózy.Kvantitatívne významné množstvá glykogénu sa v ľudskom tele nachádzajú v pečeni a v svalových bunkách. Glykogén v hepatocyte môže predstavovať až 10 % jeho hmotnosti, čo pri priemernej hmotnosti pečene asi 1,5 kg predstavuje cca. 150 g glykogénu. Glykogén vo svalovej bunke predstavuje asi len 1 % hmotnosti bunky, ale keďže priemerný človek má asi 40 kg svalovej hmoty, svaly obsahujú približne 400 g glykogénu.
Zásadný rozdiel medzi glykogénom v hepatocyte a vo svalovej bunke je ten, že svaly ukladajú glykogén len pre vlastnú potrebu (chýba im enzým glukóza-6-fosfát fosfatáza), zatiaľ čo hepatocyty ukladajú glykogén pre potreby celého organizmu, predovšetkým tkanív závislých na dodávaní glukózy v čase hladovania (mozog, erytrocyty). Pečeňový glykogén sa pri hladovaní vyčerpá za cca. niekoľko hodín (tento čas závisí na telesnej aktivite a ďalších faktoroch), avšak v tom istom čase dochádza v organizme k aktivácii metabolickej dráhy, ktorá dokáže (dlhodobejšie) dopĺňať glukózu do krvi - glukoneogenéza.
Aby bolo možné glukózu zabudovať do glykogénu, potrebujeme nasledujúce enzýmy:
Hexokináza
Fosfoglukomutáza
UDPG-fosforyláza (glukóza-1-fosfát uridyltransferáza)
Glykogénsyntáza
Vetviaci enzým
Pri prvých troch reakciách spotrebujeme energiu ekvivalentnú hydrolýze 2 molekúl ATP na jednu molekulu glukózy, čím vytvoríme molekulu UDP-glukózy. Túto dvakrát aktivovanú glukózu už glykogénsyntáza môže zabudovať do glykogénu bez dodania ďalšej energie tak, že vytvára α(1-4) glykozidovú väzbu. Glykogén má však rozvetvenú štruktúru vďaka α(1-6) glykozidovým väzbám, ktoré syntetizuje vetviaci enzým (branching enzyme).