Metabolisme gula menawarkan tubuh tidak hanya energi melalui glikolisis dan siklus Krebs. Berkat degradasi glukosa dan laktosa, heksosa utama yang dicerna dalam makanan, energi diperoleh dalam bentuk ATP dan tenaga pereduksi sebagai NADH dalam metabolisme konvensional. Namun, jika molekul-molekul ini memasuki siklus pentosa, kita akan memperoleh gula 5-karbon dan juga daya pereduksi. Pentosa berguna, karena merupakan bahan penyusun utama DNA dan RNA. RNA terus-menerus dibentuk dan dipecah untuk sintesis protein, sehingga permintaan gula yang berfungsi secara struktural ini dalam molekul asam ribonukleat terus berlanjut.
Glukosa adalah gula dengan 6 molekul karbon dan merupakan awal metabolisme dari rute yang paling sering digunakan untuk memperoleh energi oleh semua makhluk hidup. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang glikolisis dalam artikelnya di sini . Untuk aktivasi metabolik glukosa, glukosa harus difosforilasi (glukosa-6-fosfat). Glukosa adalah molekul melingkar yang membentuk cincin dengan 5 karbon dan satu oksigen. Glu-6-P dioksidasi oleh reaksi dehidrogenasi karbon C1, dalam proses ini lakton, 6-fosfoglukolakton dihasilkan, melepaskan daya pereduksi, NADPH. Heksosa ini akan dioksidasi lagi oleh enzim fosfoglukolaktonase menjadi 6 fosfoglukoat, dengan menambahkan oksigen dari molekul air. Fosfoglukoat adalah molekul linier dengan rantai 6-karbon. Akhirnya, heksosa ini akan menjadi substrat enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase, yang melalui pembentukan baru daya pereduksi akan memecah molekul untuk menimbulkan ribulosa 5 fosfat ditambah molekul CO2. Ribulosa aktif ini sudah dapat digunakan untuk pembentukan DNA, RNA dan senyawa lain seperti koenzim atau nukleotida lainnya.
Stoikiometri prosesnya adalah glukosa 6 fosfat diubah menjadi 2 molekul NADPH, 2 proton, satu molekul karbon dioksida dan ribulosa 5 fosfat.
Namun, rute tidak berakhir di sini, mungkin terjadi bahwa jaringan tempat reaksi ini terjadi membutuhkan lebih banyak daya reduksi daripada ribulosa. Dalam situasi ini, ribulosa memasuki fase non-oksidatif dari siklus pentosa. Bagian kedua ini sangat dikontrol oleh kebutuhan semua substrat enzim, memungkinkan pengembalian setiap senyawa jika perlu. Langkah pertama adalah epimerisasi ribulosa 5 fosfat menjadi xilulosa 5 fosfat. Melalui enzim transketolase s, mereka akan mengubah dua molekul pentosa menjadi heptosa (7 karbon) dan gliseraldehida 3 fosfat (G3P), senyawa antara dalam banyak proses metabolisme seperti glikolisis atau fotosintesis.
Setelah ini, enzim tipe transaldolase mentransfer karbon dari heptosa (sedoheptulosa-7-fosfat) ke G3P, membentuk 4-karbon eritrosa 4 fosfat dan fruktosa 6 fosfat yang dapat memasuki glikolisis. Pada titik ini, enzim transketolase mengintervensi, melewatkan dua molekul karbon dari xylulose-5P ke molekul erythrose-4P, membentuk fruktosa-6P dan G3P lain, menutup siklus pentosa fosfat.