Biosyntéza glykogenu (glykogeneze) neprobíhá obrácením glykogenolýzy, protože ke zvratu odbourávání glykogenu není v buňkách dostatečná koncentrace glukóza-1-fosfátu.
Molekula glykogenu je vystavěna spojováním glukózových jednotek vazbami alfa-1,4-D-glykosidovými do lineárního řetězce a vazbami alfa-1,6-D-glykosidovými v místě větvení, tj. na každém 3. až 5. glukózovém zbytku. Celkový počet glukózových jednotek v tomto polysacharidu se může značně lišit.
K biosyntéze glykogenu dochází postupným napojováním monomerních jednotek v silně aktivované formě.
Výchozím bodem je glykozylovaný "startér", peptidový řetězec obsahující navázaný oligosacharid. Na něj se v reakci katalyzované glykogensyntázou připojují glukózové jednotky vazbami alfa-1,4. Donorem těchto jednotek je UDP-glukóza vznikající z Glc-1-P a UTP. Po dosažení určité délky řetězce se koncový šesti- až sedmiglukózový kus přenese v reakci katalyzované glukan-1,6-transferázou (větvicím enzymem, "branching enzyme") do polohy alfa-1,6 poslední předchozí glukózy. Na obou koncových glukózových jednotkách se řetěz dále prodlužuje vazbami alfa-1,4 a celý proces se opakuje.
Schéma metabolismu glykogenu:

Klíčem regulace metabolismu glykogenu je enzym fosforyláza-b-kináza. Enzymový systém reguluje metabolismus glykogenu podle nároků organismu tak, že při nadbytku v dodávce glukózy stimuluje syntézu glykogenu a při jejím nedostatku zajišťuje jeho degradaci.
Z.Vodrážka: Biochemie. Academia, Praha 1992.
Karlson, Gerok, Gross: Pathobiochemie. Academia, Praha 1987.
Karolína Pešková, Petr Schneiderka