Calea pentozei fosfat este o secvență de evenimente pe care o celulă le folosește pentru a converti un tip de glucoză în alte molecule. Calea folosește mai mulți pași și enzime diferite pentru a realiza acest lucru. Produsele căii pentozei fosfat includ molecule cunoscute în mod obișnuit sub numele de NADPH, care donează electroni altor molecule în reacții de reducere și molecule de pentoză, care sunt utilizate ca blocuri de construcție pentru materialul nucleic.
Calea pentozei fosfat poate fi împărțită în două faze separate. Prima fază este ireversibilă și implică preluarea de electroni și un atom de carbon din glucoză-6-fosfat. Această fază are două etape de reacție. A doua fază este reversibilă și transformă produsul primei etape în molecule alternative de zahăr.
Calea începe cu o moleculă de glucoză-6-fosfat. Această moleculă este transformată în 6-fosfogluconolactonă de către enzima glucozo-6-fosfat dehidrogenază, pierzând doi electroni în acest proces. Electronii sunt utilizați pentru a schimba o moleculă de nicotinamidă adenin dinucleotide fosfat (NADP) în forma sa redusă, NADPH, printr-un proces numit oxidare. Al doilea pas folosește o moleculă de apă (H2O) pentru a ajuta la îndepărtarea carbonului din produsul 6-fosfogluconolactonă din prima etapă. În timpul acestei reacții, catalizată de enzima 6-fosfogluconolactonă-dehidrogenază, o moleculă de dioxid de carbon (CO2) este eliberată și un alt NADP câștigă electroni și este transformat în NADPH.
Produsul primei faze a căii pentozo-fosfatului este ribuloză-5-fosfat. Această moleculă poate fi schimbată în mai multe substanțe utile în a doua fază a căii. Ribuloza-5-fosfatul poate fi schimbat structural, fără modificarea greutății moleculare, în riboză-5-fosfat, care este utilizat la fabricarea nucleotidelor și deoxinucleotidelor, care sunt elementele de bază ale materialului genetic. Ribuloza-5-fosfatul poate fi, de asemenea, transformat în xiluloză-5-fosfat, care este, de asemenea, utilizat pentru fabricarea materialului nucleic.
Aceste molecule de zahăr cu cinci atomi de carbon pot fi utilizate în continuare pentru a produce zaharuri cu șase sau trei atomi de carbon numit fructoză-6-fosfat și gliceraldehidă-3-fosfat. Acest lucru se întâmplă dacă celula are nevoie de NADPH mai mult decât are nevoie de riboză-5-fosfat. Aceste zaharuri cu șase și trei atomi de carbon pot fi, de asemenea, folosite pentru a produce din nou glucoză, dacă celula o cere. Calea poate funcționa și în sens invers, zaharurile cu șase și trei atomi de carbon transformându-se în riboză-5-fosfat, dacă este necesar.
Calea pentozei fosfat este destul de activă în țesutul gras și în celulele roșii din sânge de la mamifere. Este activ în țesutul adipos deoarece, pentru a descompune sursele de energie în glucoză, este necesară donarea de electroni NADPH, astfel încât nivelurile de NADPH trebuie menținute. Celulele sanguine de mamifere folosesc calea dintr-un motiv ușor diferit. NADPH produs păstrează o moleculă numită glutation într-o formă care ajută la prevenirea oxidării fierului din hemoglobina. Forma redusă a hemoglobinei este mai eficientă în legarea oxigenului decât forma oxidată.