磷酸戊糖途径是葡萄糖代谢的替代途径，产生用于还原性生物合成的NADPH和用于核苷酸合成的核糖-5-磷酸。它在细胞质中运作，在脂肪酸或类固醇合成率高的组织中特别活跃，如肝脏、脂肪组织和肾上腺皮质。

概述与定位

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

氧化阶段

氧化阶段是不可逆的，涉及三个连续反应。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化第一个关键步骤，将葡萄糖-6-磷酸氧化为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，受NADPH与NADP⁺比率的严格调控。内酯酶然后将内酯水解为6-磷酸葡萄糖酸，再由6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶氧化脱羧，产生核酮糖-5-磷酸以及第二个NADPH和CO₂分子。

非氧化阶段

非氧化阶段是可逆的，将磷酸戊糖途径与糖酵解连接起来。核酮糖-5-磷酸由核酮糖-5-磷酸异构酶异构成核糖-5-磷酸，或由核酮糖-5-磷酸表异构酶表异构化为木酮糖-5-磷酸。

一系列转酮醇酶和转醛醇酶反应将磷酸戊糖与糖酵解中间产物相互转化。转酮醇酶转移二碳单位，需要硫胺素焦磷酸作为辅因子。转醛醇酶转移三碳单位。这些酶可以从磷酸戊糖产生果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸，使得当NADPH的需求超过核糖-5-磷酸时，该途径可以汇入糖酵解。

调节

该途径主要通过葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性进行调节。高NADPH水平抑制该酶，而对NADPH或核糖-5-磷酸的需求则激活该途径的 flux。胰岛素上调葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的表达，在进食状态下增加途径活性。细胞需求决定了哪些产物被优先合成：当需要NADPH但不需要核糖-5-磷酸时，非氧化阶段将磷酸戊糖循环回糖酵解中间产物。

生理作用

磷酸戊糖途径产生的NADPH具有几个关键功能。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用于抗氧化防御，并支持肝脏中的细胞色素P450活性。该途径还产生核糖-5-磷酸用于核苷酸和核酸合成，这在快速分裂的细胞中尤其重要。

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症

G6PD缺乏症是全世界最常见的酶缺乏症，影响超过4亿人。它是一种X连锁遗传病，损害NADPH的产生，降低细胞抵抗氧化应激的能力。受影响的个体在接触到特定药物（伯氨喹、磺胺类药物）、蚕豆或感染等氧化应激源时会出现溶血性贫血。红细胞尤其脆弱，因为它们缺乏其他产生NADPH的途径。