Pentozės fosfato kelias yra įvykių seka, kurią ląstelė naudoja tam tikro tipo gliukozei paversti kitomis molekulėmis. Tam pasiekti naudojami keli žingsniai ir skirtingi fermentai. Pentozės fosfato kelio produktai apima molekules, paprastai žinomas kaip NADPH, kurios redukavimo reakcijose atiduoda elektronus kitoms molekulėms, ir pentozės molekules, kurios naudojamos kaip nukleininės medžiagos statybiniai blokai.
Pentozės fosfato kelias gali būti suskirstytas į dvi atskiras fazes. Pirmoji fazė yra negrįžtama ir apima elektronų ir anglies atomo paėmimą iš gliukozės-6-fosfato. Ši fazė turi du reakcijos etapus. Antroji fazė yra grįžtama ir paverčia pirmojo žingsnio produktą į alternatyvias cukraus molekules.
Kelias prasideda nuo gliukozės-6-fosfato molekulės. Ši molekulė fermento gliukozės-6-fosfato dehidrogenazės paverčiama 6-fosfogliukonolaktonu, o proceso metu prarandami du elektronai. Elektronai naudojami nikotinamido adenino dinukleotido fosfato (NADP) molekulei pakeisti į redukuotą formą NADPH per procesą, vadinamą oksidacija. Antrajame etape naudojama vandens (H2O) molekulė, padedanti pašalinti anglį iš pirmojo žingsnio 6-fosfogliukonolaktono produkto. Šios reakcijos metu, katalizuojama fermento 6-fosfogliukonolaktono-dehidrogenazės, išsiskiria anglies dioksido (CO2) molekulė, o kita NADP įgyja elektronų ir paverčiama NADPH.
Pirmosios pentozės fosfato kelio fazės produktas yra ribulozės-5-fosfatas. Ši molekulė gali būti pakeista į keletą naudingų medžiagų antroje kelio fazėje. Ribulozės-5-fosfatas gali būti struktūriškai pakeistas, nekeičiant molekulinės masės, į ribozės-5-fosfatą, kuris naudojamas gaminant nukleotidus ir deoksinukleotidus, kurie yra genetinės medžiagos statybiniai blokai. Ribulozės-5-fosfatas taip pat gali būti paverstas ksiluliozės-5-fosfatu, kuris taip pat naudojamas nukleininei medžiagai gaminti.
Šios penkių anglies cukraus molekulės gali būti toliau naudojamos gaminant cukrų, turintį šešis ar tris anglies atomus, vadinamus fruktozės-6-fosfatu ir gliceraldehido-3-fosfatu. Taip atsitinka, jei ląstelei NADPH reikia daugiau nei ribozės-5-fosfato. Šie šešių ir trijų anglies cukrų taip pat galima panaudoti gliukozei vėl gaminti, jei ląstelei to reikia. Šis kelias taip pat gali veikti atvirkščiai, jei reikia, šešių ir trijų anglies cukrų paverčiant ribozės-5-fosfatu.
Pentozės fosfato kelias yra gana aktyvus riebaliniame audinyje ir žinduolių raudonuosiuose kraujo kūneliuose. Jis aktyvus riebaliniame audinyje, nes norint suskaidyti energijos šaltinius į gliukozę, būtina NADPH elektronų donorystė, todėl NADPH lygis turi būti palaikomas. Žinduolių kraujo ląstelės naudoja šį kelią dėl šiek tiek kitos priežasties. Pagamintas NADPH išlaiko molekulę, vadinamą glutationu, tokioje formoje, kuri padeda išvengti hemoglobino geležies oksidacijos. Sumažėjusi hemoglobino forma veiksmingiau suriša deguonį nei oksiduota forma.