La via del pentoso fosfato è una sequenza di eventi che una cellula utilizza per convertire un tipo di glucosio in altre molecole. Il percorso utilizza diversi passaggi e diversi enzimi per raggiungere questo obiettivo. I prodotti della via del pentoso fosfato includono molecole comunemente note come NADPH, che donano elettroni ad altre molecole per ridurre le reazioni, e molecole di pentosio, che vengono utilizzate come elementi di base per il materiale nucleico.
La via del pentoso fosfato può essere divisa in due fasi separate. La prima fase è irreversibile e prevede il prelievo di elettroni e un atomo di carbonio dal glucosio-6-fosfato. Questa fase ha due fasi di reazione. La seconda fase è reversibile e converte il prodotto del primo passo in molecole di zucchero alternate.
Il percorso inizia con una molecola di glucosio-6-fosfato. Questa molecola viene convertita in 6-fosfogluconolattone dall’enzima glucosio-6-fosfato deidrogenasi, perdendo due elettroni nel processo. Gli elettroni sono usati per cambiare una molecola di nicotinamide adenina dinucleotide fosfato (NADP) nella sua forma ridotta, NADPH, attraverso un processo chiamato ossidazione. Il secondo passaggio utilizza una molecola di acqua (H2O) per aiutare a rimuovere un carbonio dal prodotto 6-fosfogluconolattone del primo passaggio. Durante questa reazione, catalizzata dall’enzima 6-fosfogluconolattone-deidrogenasi, viene rilasciata una molecola di anidride carbonica (CO2) e un altro NADP guadagna elettroni e viene convertito in NADPH.
Il prodotto della prima fase della via del pentoso fosfato è il ribulosio-5-fosfato. Questa molecola può essere trasformata in diverse sostanze utili nella seconda fase del percorso. Il ribulosio-5-fosfato può essere modificato strutturalmente, senza alterare il peso molecolare, in ribosio-5-fosfato, che viene utilizzato nella produzione di nucleotidi e desossinucleotidi, che sono i mattoni del materiale genetico. Il ribulosio-5-fosfato può anche essere convertito in xilulosio-5-fosfato, che viene anche utilizzato per produrre materiale nucleico.
Queste molecole di zucchero a cinque atomi di carbonio possono inoltre essere utilizzate per produrre zuccheri con sei o tre atomi di carbonio chiamati fruttosio-6-fosfato e gliceraldeide-3-fosfato. Ciò si verifica se la cellula ha bisogno di NADPH più di quanto abbia bisogno di ribosio-5-fosfato. Questi zuccheri a sei e tre atomi di carbonio possono anche essere usati per produrre nuovamente glucosio se la cellula lo richiede. Il percorso può anche operare al contrario, con gli zuccheri a sei e tre atomi di carbonio che si convertono in ribosio-5-fosfato, se necessario.
La via del pentoso fosfato è abbastanza attiva nei tessuti grassi e nei globuli rossi dei mammiferi. È attivo nei tessuti adiposi perché, per scomporre le fonti energetiche in glucosio, è necessaria la donazione di elettroni NADPH, quindi è necessario mantenere i livelli di NADPH. Le cellule del sangue dei mammiferi usano il percorso per un motivo leggermente diverso. Il NADPH prodotto mantiene una molecola chiamata glutatione in una forma che aiuta a prevenire l’ossidazione del ferro emoglobinico. La forma ridotta di emoglobina è più efficace nel legare l’ossigeno rispetto alla forma ossidata.