磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）参与了动物细胞中L-丝氨酸合成的早期步骤。L-丝氨酸是一种关键的氨基酸，因为除了D-丝氨酸（N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体的主要激动剂）之外，它还是大量必需代谢物的前体。PHGDH是新丝氨酸生物合成途径中第一个也是唯一的限速酶，它催化来自糖酵解的3-PG氧化为3-磷酸羟基丙酮酸（3-PHP）。在一个有先天性小头畸形、精神运动迟缓和其他症状的家族中发现了PHGDH基因的突变。由于过度表达，PGDH水平的增加也与一系列的癌症有关。在培养中，PGDH是肿瘤细胞增殖所必需的，但细胞外的L-丝氨酸却不能支持细胞增殖。这导致了一种假设，即该途径除了供应L-丝氨酸外，还在执行一些与肿瘤生长有关的功能。