葡萄糖通過酵解和三羧酸循環氧化分解，可以提供大量能量。除此以外，細胞中還有磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等代謝通路，各有不同功能。

磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway，PPP）在細胞質中進行，将葡萄糖轉變成5-磷酸核糖，同時生成NADPH。核糖用于核酸及一些輔酶的合成，NADPH稱為還原力，用于生物合成和抗氧化。

磷酸戊糖途徑分為兩個階段，第一階段是不可逆的氧化階段，由葡萄糖-6-磷酸生成核酮糖-5-磷酸，并産生NADPH。第二階段是可逆的分子重排階段，将5-磷酸核酮糖轉變為6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛，以進入糖酵解。因為此途徑不含二磷酸己糖中間物，所以又稱為己糖單磷酸途徑（hexose monophosphate pathway， HMP）。相應地，糖酵解又稱為己糖二磷酸途徑（hexose diphosphate pathway）。

PPP産物可進入糖酵解。引自Protein Cell. 2014;5(8):592-602.

氧化階段首先是葡萄糖-6-磷酸生成6-磷酸葡萄糖酸内酯，并産生NADPH。這是一個不可逆反應，由葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PDH，此途徑的限速酶）催化反應，受NADPH反饋抑制。之後内酯水解，生成的6-磷酸葡萄糖酸再脫氫脫羧，生成5-磷酸核酮糖，并産生第二個NADPH。

分子重排階段先由5-磷酸核酮糖依次異構成5-磷酸核糖和5-磷酸木酮糖。然後經過轉酮-轉醛-轉酮過程，生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。重排的總反應是：

3 核糖-5-磷酸=2 果糖-6-磷酸 甘油醛-3-磷酸

轉酮反應

催化轉酮反應的轉酮醇酶需TPP和鎂離子，轉醛酶則不需要輔酶。轉酮反應轉移2個碳原子，産物為L-構型；轉醛轉3個碳原子，産物為D-構型。分子重排是可逆過程，如果細胞中核糖過多，可以由此進入酵解；如果核糖不足，也可以通過逆反應進行合成。另外，其中間産物赤藓糖4-磷酸、景天庚酮糖7-磷酸是芳香族氨基酸合成的前體。

轉醛反應

如果從葡萄糖開始，磷酸戊糖途徑其實可以看作糖酵解的一個支路。所以糖酵解的限速酶是PFK而不是HK，這樣可以避免細胞能量充足時抑制磷酸戊糖途徑，造成還原力缺乏而無法進行合成代謝。

酵解的第二步反應是可逆的，反應方向由兩側的相對濃度控制。磷酸葡萄糖異構酶受6-磷酸葡萄糖酸競争性抑制，而且pH降低使抑制加強。所以乳酸積累時PPP以此抑制酵解，以免組織過酸。

NADPH用于生物分子合成過程中的還原反應，如脂肪酸、膽固醇、脫氧核糖、四氫葉酸等物質的合成。NADPH還用于氧化型谷胱甘肽的還原，維持細胞的氧化還原平衡。PPP的通量主要由還原力的多少決定。

對于腫瘤細胞，PPP非常很重要。腫瘤細胞不僅DNA合成活躍，需要大量還原力，而且較高的ROS水平也需要更多NADPH來維持氧化還原平衡。所以腫瘤細胞PPP通量更高，其限速酶G6PDH表達也更多。目前有許多研究試圖通過抑制PPP來治療腫瘤，G6PDH是主要靶标（Biomol Ther (Seoul). 2018 Jan; 26(1): 29–38.）。

活性氧調控酵解與PPP。引自Innovative Medicine: Basic Research

氧化劑處理會導緻GAPDH失活。這會抑制酵解，增加磷酸戊糖途徑流量，以增加NADPH産量，提高細胞抗氧化能力。活性氧（ROS）通過抑制PFK1、GAPDH和PKM2抑制糖酵解，促進PPP（Innovative Medicine: Basic Research and Development [Internet]. Tokyo: Springer; 2015.）。

活性氧調控酵解與磷酸戊糖途徑。引自Innovative Medicine: Basic Resear

NADPH與NADH可以通過線粒體的轉氫酶（nicotinamide nucleotide transhydrogenase，NNT）互相轉化。有研究認為NNT也在一些癌症中其重要作用（Redox Biol. 2018 Sep; 18: 246–255.）

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