磷酸戊糖途径是葡萄糖代谢的另一种途径，可产生用于还原生物合成的 NADPH 和用于核苷酸合成的 5-磷酸核糖。它在细胞质中发挥作用，在脂肪酸或类固醇合成率高的组织中特别活跃，例如肝脏、脂肪组织和肾上腺皮质。

概述和位置

该途径由两个不同的阶段组成：产生 NADPH 和 5-磷酸核酮糖的氧化阶段，以及相互转化糖磷酸盐的非氧化阶段。与糖酵解不同，磷酸戊糖途径不产生 ATP，其主要产物是 NADPH 和 5-磷酸核糖。

氧化阶段

氧化阶段是不可逆的，涉及三个连续反应。 6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化第一个关键步骤，将 6-磷酸葡萄糖氧化为 6-磷酸葡萄糖酸-δ-内酯，同时将 NADP+ 还原为 NADPH。这是该途径的限速酶，并受到 NADPH 与 NADPH+ 比率的严格调节。然后内酯酶将内酯水解为 6-磷酸葡萄糖酸，6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶将其氧化脱羧，产生 5-磷酸核酮糖和第二个 NADPH 分子和 CO2。

非氧化相

非氧化相是可逆的，并将磷酸戊糖途径与糖酵解连接起来。 5-磷酸核酮糖通过5-磷酸核酮糖异构酶异构化为5-磷酸核糖，或者通过5-磷酸核酮糖差向异构酶差向异构化为5-磷酸木酮糖。

一系列转酮醇酶和转醛醇酶反应将戊糖磷酸与糖酵解中间体相互转化。转酮醇酶转移两个碳单位并需要焦磷酸硫胺素作为辅助因子。转醛醇酶转移三个碳单位。这些酶可以从磷酸戊糖产生果糖 6 磷酸和甘油醛 3 磷酸，当对 NADPH 的需求超过对核糖 5 磷酸的需求时，允许该途径进入糖酵解。

监管

该途径主要受葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性调节。高 NADPH 水平会抑制该酶，而 NADPH 或 5-磷酸核糖的需要则会激活该途径的通量。胰岛素上调葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的表达，增加进食状态下的通路活性。细胞需求决定了强调哪些产品：当需要 NADPH 但不需要 5-磷酸核糖时，非氧化相将戊糖磷酸回收回糖酵解中间体。

生理角色

由磷酸戊糖途径产生的 NADPH 具有多种关键功能。它为脂肪酸和类固醇合成提供还原当量，维持还原型谷胱甘肽以进行抗氧化防御，并支持肝脏中细胞色素 P450 的活性。该途径还产生用于核苷酸和核酸合成的5-磷酸核糖，这对于快速分裂的细胞尤其重要。

6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症

G6PD 缺乏症是全球最常见的酶缺乏症，影响超过 4 亿人。它是一种 X 连锁疾病，会损害 NADPH 的产生，降低细胞对抗氧化应激的能力。受影响的个体会因某些药物（伯氨喹、磺胺类药物）、蚕豆或感染等氧化应激源引发溶血性贫血。红细胞特别脆弱，因为它们缺乏其他产生 NADPH 的途径。