Der Alanin-Glukose-Zyklus beschreibt den Kreislauf des Aminosäure-Auf- und -Abbaus sowie der Glukosebildung zwischen Skelettmuskulatur und Leber. Dabei werden verschiedene Stoffwechselwege, wie die Glukoneogenese, die Trans- und Desaminierung sowie Teile des Citratzyklus und des Harnstoffzyklus miteinbezogen.

Wie im Kapitel Hungerstoffwechsel beschrieben, können Aminosäuren der Skelettmuskulatur für die Glukoneogenese in der Leber verwendet werden. Dazu ist es jedoch nötig, dass die Aminosäuren des Muskels zur Leber transportiert werden. Dieser Transport wird ermöglicht, indem die Stickstoffgruppe der verschiedenen Aminosäuren durch Transaminierung auf α-Ketoglutarat übertragen werden. Dadurch entsteht die Aminosäure Glutamat.

Von dieser wird anschließend die Stickstoffgruppe durch das Enzym Alanin-Aminotransferase (ALT) auf Pyruvat übertragen. Das dadurch entstandene Alanin wird anschließend in das Blut abgegeben und zur Leber transportiert. Dort angekommen wird das Alanin erneut von dem Enzym Alanin-Aminotransferase gebunden. Dabei läuft die gleiche Reaktion wie in den Muskeln ab, nur eben umgekehrt. Das dabei entstandene Pyruvat kann zur Glukoneogenese verwendet werden, während die Aminogruppe auf Glutamat übertragen und anschließend in den Harnstoffzyklus eingeschleust wird.

Funfakt: Da die Leberzellen der Ort der Glukoneogenese sind, ist die Konzentration an relevanten Enzymen, wie der Alanin-Aminotransferase, sehr hoch (10x höher als im Muskel). Dieses Wissen wird sich in der Medizin zunutze gemacht. Eine Schädigung der Leberzellen (bspw. durch Alkohol) kann durch das Messen bestimmter Enzyme wie der Alanin-Aminotransferase im Blut detektiert werden. Ist der Wert erhöht, deutet dies auf eine Leberschädigung hin.