De pentose-fosfaatroute is een reeks gebeurtenissen die een cel gebruikt om een type glucose in andere moleculen om te zetten. De route gebruikt verschillende stappen en verschillende enzymen om dit te bereiken. De producten van de pentose-fosfaatroute omvatten moleculen die algemeen bekend staan als NADPH, die elektronen doneren aan andere moleculen bij reducerende reacties, en pentose-moleculen, die worden gebruikt als bouwstenen voor nucleïnezuurmateriaal.
De pentose-fosfaatroute kan worden verdeeld in twee afzonderlijke fasen. De eerste fase is onomkeerbaar en omvat het nemen van elektronen en een koolstofatoom uit glucose-6-fosfaat. Deze fase heeft twee reactiestappen. De tweede fase is omkeerbaar en zet het product van de eerste stap om in alternatieve suikermoleculen.
De route begint met een glucose-6-fosfaatmolecuul. Dit molecuul wordt omgezet in 6-fosfogluconolacton door het enzym glucose-6-fosfaatdehydrogenase en verliest daarbij twee elektronen. De elektronen worden gebruikt om een molecuul nicotinamide adenine dinucleotide fosfaat (NADP) te veranderen in zijn gereduceerde vorm, NADPH, door een proces dat oxidatie wordt genoemd. De tweede stap maakt gebruik van een water (H20) -molecuul om te helpen bij het verwijderen van koolstof uit het 6-fosfogluconolactonproduct van de eerste stap. Tijdens deze reactie, gekatalyseerd door het enzym 6-fosfogluconolacton-dehydrogenase, komt een koolstofdioxide (CO 2 ) -molecuul vrij en krijgt een andere NADP elektronen en wordt deze omgezet in NADPH.
Het product van de eerste fase van de pentose-fosfaatroute is ribulose-5-fosfaat. Dit molecuul kan in de tweede fase van de route worden omgezet in verschillende nuttige stoffen. Het ribulose-5-fosfaat kan structureel worden veranderd, zonder het molecuulgewicht te veranderen, in ribose-5-fosfaat, dat wordt gebruikt bij het maken van nucleotiden en deoxynucleotiden, de bouwstenen van genetisch materiaal. Ribulose-5-fosfaat kan ook worden omgezet in xylulose-5-fosfaat, dat ook wordt gebruikt voor het maken van nucleïnezuurmateriaal.
Deze vijf-koolstof suikermoleculen kunnen verder worden gebruikt om suikers te produceren met zes of drie koolstofatomen genaamd fructose-6-fosfaat en glyceraldehyde-3-fosfaat. Dit gebeurt als de cel NADPH meer nodig heeft dan ribose-5-fosfaat. Deze zes- en drie-koolstofsuikers kunnen ook worden gebruikt om glucose opnieuw te produceren als de cel dit nodig heeft. De route kan ook omgekeerd werken, waarbij de zes- en drie-koolstofsuikers, indien nodig, in ribose-5-fosfaat worden omgezet.
De pentose-fosfaatroute is vrij actief in vetweefsel en rode bloedcellen van zoogdieren. Het is actief in vetweefsel omdat, om energiebronnen af te breken in glucose, NADPH-elektrondonatie noodzakelijk is, dus moeten NADPH-niveaus worden gehandhaafd. Zoogdierbloedcellen gebruiken het pad om een iets andere reden. De geproduceerde NADPH houdt een molecuul genaamd glutathion in een vorm die helpt voorkomen dat hemoglobine-ijzer wordt geoxideerd. De gereduceerde vorm van hemoglobine is effectiever in het binden van zuurstof dan de geoxideerde vorm.
