以磷酸戊糖为主要中间产物的己糖生物氧化过程，亦称磷酸己糖支路。是生物体除糖酵解—三羧酸循环外的另一条糖类需氧降解途径。通过磷酸戊糖途径，由葡萄糖磷酸化生成的葡糖-6-磷酸完全降解为二氧化碳，同时将氧化态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）还原为还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）。该途径在细胞溶质中进行，若干中间产物亦是卡尔文循环的成员。

磷酸戊糖途径由氧化阶段和非氧化阶段组成。磷酸戊糖途径的第一步是葡糖-6-磷酸经葡糖-6-磷酸脱氢酶的催化氧化为6-磷酸-D-葡糖酸-δ-内酯，同时产生一分子NADPH。6-磷酸-D-葡糖酸-δ-内酯可自动水解或经内酯酶催化转变为6-磷酸-葡糖酸。6-磷酸-葡糖酸再在磷酸葡糖酸脱氢酶的催化下脱氢、脱羧，产生一分子D-核酮糖-5-磷酸、一分子NADPH和一分子CO₂。以上为磷酸戊糖途径的氧化阶段，其总反应为：

葡糖-6-磷酸＋2NADP^＋＋H2O→D-核酮糖-5-磷酸＋CO₂＋2NADPH＋2H^＋

从核酮糖-5-磷酸开始，进入磷酸戊糖途径的非氧化阶段。转酮酶从木酮糖-5-磷酸携带一个羟基乙醛基转移至核糖-5-磷酸上形成一分子景天庚酮糖-7-磷酸和一分子甘油醛-3-磷酸。经过转醛酶的催化使上述七碳糖和三碳糖转变成一分子六碳糖和一分子四碳糖。在磷酸戊糖途径的非氧化阶段中，通过转酮酶和转醛酶的作用以及糖酵解途径中某些酶的作用，三、四、五、六、七碳糖进行相互转化。总反应为：

3D-核酮糖-5-磷酸→甘油醛-3-磷酸＋2果糖-6-磷酸

因此，磷酸戊糖途径是6分子的葡糖-6-磷酸先被氧化成6分子核酮糖-5-磷酸和6分子CO₂。而6分子的核酮糖-5-磷酸又转变成5分子葡糖-6-磷酸。整个反应可用下式表示：

6葡糖-6-磷酸＋12NADP^＋→5葡糖-6-磷酸＋6CO₂＋12NADPH＋12H^＋＋Pi，净结果为：

6葡糖-6-磷酸＋12NADP^＋→6CO₂＋12NADPH＋12H^＋＋Pi

即通过磷酸戊糖途径可使葡糖-6-磷酸完全氧化为CO₂。

上述的非氧化阶段模式，自霍雷克（Horecker）于1954年提出后，已被普遍接受。但这个模式与某些同位素示踪试验结果不一致，亦为人所共知。1978年威廉斯等（J.F.W illiams）提出了一个新的非氧化阶段模式（见图）。他们用鼠肝提取物为试验材料，发现了磷酸戊糖途径的另外五种中间产物，即D-甘露庚酮糖-7-磷酸，D-阿卓庚酮糖-1，7-二磷酸，D-甘油-D-艾杜辛酮糖-1，8-二磷酸，D-甘油-D-阿卓-辛酮糖-1，8-二磷酸和D-阿拉伯糖。并鉴定出能催化D-阿拉伯糖-5-磷酸与D-核糖-5-磷酸互变的一种新酶磷酸阿拉伯糖-2-表异构酶。与老模式相比，新模式无转醛醇酶而需要更高的醛缩酶活性。新模式在植物中的意义尚缺少评价，但是植物光合碳同化中的吉伯氏效应（¹⁴C在磷酸葡糖和淀粉的葡糖分子中的不对称标记）可用新模式进行解释。完全接受新模式虽然还需更多的证据，但将非氧化阶段看作是转变3分子磷酸戊糖为一分子磷酸丙糖和2分子磷酸己糖的一个固定机制显然是不正确的。非氧化阶段存在一个有多种可能的反应网络，可因组织或组织生理状态的不同而变化其反应重点。

磷酸戊糖途径非氧化阶段的新模式

已知磷酸戊糖途径和糖酵解均在细胞质中进行，葡糖-6-磷酸循什么途径进行降解，除取决于各种酶类的浓度和活性的大小外，还受细胞中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）和NADP之比的控制。因为糖酵解——三羧酸循环需要NAD，而磷酸戊糖途径必须利用NADP。如果NADP的浓度大于NAD的浓度，则磷酸戊糖途径占主要地位。反之则以糖酵解——三羧酸循环为主。影响NAD与NADP浓度比的因素很多，如氧浓度高时，NADH被线粒体氧化的速度较快，而NADPH被细胞色素系统氧化的速度较慢，因此不利于磷酸戊糖途径。再如，某些需要消耗NADPH的合成反应的增强，会使NADH浓度提高，从而有利于磷酸戊糖途径。

磷酸戊糖途径的生理意义主要有下列四方面：①产生的NADPH是许多生物合成反应中的专一性电子供体。如脂肪酸和甾醇的合成必须供以NADPH。②某些中间产物是重要的生物合成原料。如核酮糖-5-磷酸是合成核酸的原料；赤藓糖-4-磷酸是合成木质素和其他芳香族化合物，如酚类等与植物抗病性有关的一些物质的原料。③NADPH通过转氢酶系统或NADPH-细胞色素C还原酶的作用可以重新氧化产生能量。虽然磷酸戊糖途径运转的主要目的不是产生能量。④与植物的抗病性有关。已知许多抗病物质属于酚类化合物，这些物质的合成需要磷酸戊糖途径的中间产物赤藓糖-4-磷酸为原料。此外，与抗病性有关的酚氧化酶及抗坏血酸氧化酶与磷酸戊糖途径产生的NADPH有关。植物罹病后磷酸戊糖途径明显增强。